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CRISPR先驱发表最新研究成果

来源/作者:genelibs   发表时间:2016-04-01 16:48:00  
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  Argonaute蛋白是真核生物RNAi的关键效应子,它还参与了原核生物的基因组防御。加州大学伯克利分校的研究人员最近在细菌中发现了一种CRISPR相关的非经典Argonaute。研究显示,这种Argonaute蛋白有着与众不同的特异性。

       Argonaute蛋白是真核生物RNAi的关键效应子,它还参与了原核生物的基因组防御。加州大学伯克利分校的研究人员最近在细菌中发现了一种CRISPR相关的非经典Argonaute。研究显示,这种Argonaute蛋白有着与众不同的特异性。

       这项研究发表在三月三十日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上,文章的通讯作者是著名CRISPR先驱Jennifer A. Doudna。Doudna教授是CRISPR技术的共同开发者,曾因这一技术获得了“生命科学突破奖”(Breakthrough Prize),是CRISPR专利的有力竞争者。

       细菌在与入侵者的漫长斗争中,演化出了多种防御机制,比如适应性免疫系统CRISPR-Cas。规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合,可以在引导RNA的指引下,靶标并切割入侵者的遗传物质。

       研究人员指出,细菌Marinitoga piezophila的CRISPR-cas操纵子编码了一种非经典Argonaute(MpAgo)。这种Argonaute蛋白使用5' 羟基化的引导RNA来识别和切割底物,而其它已知Argonaute都使用5'磷酸化的引导RNA。

       研究人员还获得了MpAgo-RNA复合体的高分辨率晶体结构(2.0Å)。他们以结构为基础进行序列比对,鉴定了其它偏爱5' 羟基化RNA的原核Argonaute。研究表明,这些蛋白都编码在CRISPR-cas位点中。

       自CRIPSR系统被开发成研究工具以来,这一技术就陷入了激烈的知识产权之争。目前美国至少有两个研究团队就此技术提出了专利申请:以Doudna为首的加利福尼亚大学团队,和以张锋为首的MIT和Broad研究所团队。前不久CRIPSR领域迎来的一个重磅新闻,美国专利和商标局(USPTO)二月十六日将一项基因编辑专利授予了Doudna的Caribou Biosciences公司。这再次搅浑了原本已经相当复杂的CRISPR知识产权形势。

       今年年初,Doudna的研究团队揭示了CRISPR-Cas9准备剪切DNA时的关键分子结构。在CRISPR-Cas系统中,Cas蛋白与小CRISPR RNA(crRNA)形成复合体,切割与RNA互补的外源DNA。R-loop是I型和 II型CRISPR-Cas的一个典型特征,基因组编辑常用的sgRNA就会和Cas9形成R-loop。为了阐明R-loop的作用,研究人员通过冷冻电镜获得了酿脓链球菌Cas9 R-loop的高分辨率结构。

       近年来,锌指蛋白、TALE、CRISPR/Cas9这些基因组编辑技术得到了飞速发展。针对这一充满活力的新兴领域,Genome Biology杂志邀请加州大学的Jennifer A. Doudna和杜克大学的Charles Gersbach担任客座编辑,隆重推出了基因组编辑特刊。这份特刊收录了国内外多项华人成果,足见华人学者在这一领域做出的卓越贡献。

推荐原文:A bacterial Argonaute with noncanonical guide RNA specificity

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