Команда ученых во главе с профессором Гао Кайксии в Институте генетики и биологии развития, Китайской академии наук, разработала две инновационные платформы для редактирования генома, известные как программируемая хромосомная инженерия (PCE) и Repce. Эти технологии обеспечивают высоко точные манипуляции с ДНК в масштабах от килобаз до мегабаз в растениях и других эукариотических клетках.
Опубликовано онлайн в Клетка 4 августа исследование преодолевает давние проблемы, связанные с широко используемой системой рекомбиназы Cre-Lox, согласно Пресс релераза. В то время как CRE-LOX обладает большим потенциалом для точного хромосомного редактирования, его более широкое применение было ограничено тремя ключевыми вопросами: обратимой рекомбинации из-за симметричных сайтов LOX, сложной тетрамерной структуры рекомбиназы CRE, которая затекает на инженерию, и оставшиеся сайты LOX, которые снижают точность редактирования.
Чтобы решить эти проблемы, исследователи представили три основных инновация:
- Асимметричные сайты LOX: благодаря платформе с высокой пропускной способностью для модификации сайтов рекомбинации команда разработала новые варианты LOX, которые снижают нежелательную обратимую рекомбинацию более чем в 10 раз, сохраняя при этом высокую эффективность рекомбинации вперед.
- AICEREC: Используя инженерную систему белковой инженерии AI, команда оптимизировала мультимеризационную интерфейс рекомбиназы CRE, создавая вариант с эффективностью рекомбинации в 3,5 раза, чем дикий тип.
- Повторная пигграна: сочетание точности праймедления с помощью технологии рекомбиназы, этот метод редактирования безрассудно использует специально разработанные Pegrnas для замены остаточных сайтов LOX на исходную геномную последовательность, обеспечивая бесшовные модификации генома.
Интеграция этих достижений привела к созданию платформ PCE и Repce, которые позволяют гибко программировать сайты и ориентации вставки. Это обеспечивает точные, бесцветные манипуляции с фрагментами ДНК в диапазоне от нескольких килобаз до нескольких мегабаз в клетках растений и животных. Достижения включают целевую вставку фрагментов ДНК до 18,8 т.п.н., полная замена последовательностей 5 кб, хромосомные инверсии, охватывающие 12 мегабаз, делеции 4 мегабаз и даже транслокации целых хромосом.
В качестве демонстрации силы технологии, команда успешно разработала устойчивый к гербицидам рис с точной хромосомной инверсией на 315 килограммов, подчеркивая его преобразующий потенциал для генотической инженерии и улучшения урожая. Эта новаторская работа не только решает исторические ограничения технологии Cre-Lox, но также выпускают новые возможности для обеспечения геном в целом в широких широких целях.
2025-08-06 21:16:00
1754516974
#Китайские #исследователи #разрабатывают #прорывные #технологии #редактирования #генома #мегабазы
Продолжение темы
