一种可以切割不同序列靶标 DNA的新型基因编辑工具酶的研究文献综述

 2022-12-31 03:12

1.研究背景：

基因编辑是指对基因组进行定点修饰的一项新技术。利用该技术，可以精确地定位到基因组的某一位点上，在这位点上剪断靶标DNA片段并插入新的基因片段。目前主要有3种基因编辑工具酶用于基因编辑技术，分别为：①人工核酸酶介导的锌指核酸酶(ZFN)；②转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)；③RNA引导的Cas9核酸酶(CRISPR/Cas9)。

其中，ZFN和TALEN均由DNA特异性识别蛋白和Fok I切割功能域融合表达而成，利用蛋白（ZFP或TALE）与DNA之间的特异性相互作用捕获靶标DNA，再利用Fok I切割功能域对靶标DNA进行切割。但是，ZFN和TALEN[1]都有很强的序列偏爱性。因此，为了设计出适合靶标DNA的ZFN和TALEN，需要进行大量的ZFP或TALE筛选工作，设计繁琐，成本较高，功能受限，不能很好地实现对任意序列靶标DNA的识别切割。对于CRISPR/Cas9系统，原理上则明显不同，它利用RNA与DNA的相互作用搜寻和结合靶标DNA，再引导Cas9内切酶对互补的序列进行双链切割。该技术设计简单、切割效率高、细胞毒性小。但是，CRISPR/Cas9要求靶标DNA前端必须有前间区序列邻近基序（PAM），依然不能很好地实现对任意序列靶标DNA的识别切割。因此，本课题针对现有基因编辑工具酶的不足，拟设计一种不受靶标DNA序列限制的工具酶，这种酶不通过核酸序列识别靶标，而是通过核酸结构识别靶标，即核酸结构介导识别切割酶（SGN）[2]。

本课题组在预试验中，初步设计构建了第一代SGN，已证明第一代SGN可以对不同序列靶标DNA进行切割，但存在着效率较低的问题。本课题在第一代SGN的基础上，拟通过将SGN由单体变为二聚体的方式对SGN进行改造，以提高SGN的切割效率。本课题拟引入错配识别蛋白MutS，错配识别蛋白MutS是错配修复系统行使修复功能的第一个蛋白，具有识别并结合错配的能力，具有特异性结合错配的特殊功能[3]。

2.研究意义：

针对现有基因编辑工具酶设计复杂、成本较高、不能实现对任意靶标DNA进行切割等缺点，本课题在自主构建的第一代结构介导内切酶基础上，通过对SGN由单体变为二聚体的方法，设计出第二代SGN。第二代SGN是一种通过核酸结构介导识别替代现有的核酸序列介导识别，不受靶标DNA序列限制的基因编辑工具。本课题将在体外和体内水平对二代SGN的切割能力进行研究，并同现有基因编辑工具进行比较。本课题为基因编辑工具酶的研发提供了新的研究思路，在理论上实现了在体内和体外水平对任意靶标DNA的识别切割。本课题的成功研究将促进基因编辑技术的发展，为推动医学和生命科学的发展做出贡献。

3.研究内容：

（1）添加二聚体对SGN改造的研究；

（2）外源蛋白的表达与纯化；

（3）SGN体外水平功能的评价；

剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付

以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章