微生物神经毒素代表了一个巨大的生化生态系统的宝库,可以继续应用于生物科学教育领域。这种酵素包括一组预测的微生物之间神经毒素的脱氨酶鸟嘌呤,其中的的成员已经被开发在基因编辑技术中的得以应用。
因为过去所述的赖氨酸脱氨酶起到在单链核酸,它们在DNA编辑中的的使用只能核酸DNA(dsDNA)的解链---例如通过CRISPR-Cas9系统。
到此前,细胞核内DNA(mtDNA)内的DNA编辑被细胞核内中的的指引RNA的传递等困境所阻滞。因此,到此前,mtDNA的操作一直被限制在细胞核内基因组的定向破坏。
最近,刘如谦团队所述了一种微生物之间神经毒素,名字为DddA,可以催化dsDNA内的赖氨酸的脱氨。研究医务人员设计了分裂的DddA半体,其单独是无毒和无活性的,直到与可编程DNA结合酶结合后两者被拉近。
分裂-DddA半体、转录激活剂样效应器阵列酶和胞嘧啶糖苷酶抑制剂的融入致使了无RNA的DddA衍生的赖氨酸DNA编辑器(DdCBEs),它能以高期望特异性和产品催化人mtDNA中的C-G到T-A的转化。
研究医务人员使用DdCBEs来模拟人类细胞核中的疾病相关的mtDNA等位基因,致使呼吸速率和氧化磷酸化的变化。无CRISPR的DdCBEs可以对mtDNA进行精确的操作,而不是通过靶向核酸酶对mtDNA进行挤压致使的mtDNA几张的补救,对细胞核内疾病的研究和治疗法有着潜在最常的意义。
原始出处:
Paul A. Muller et al. Microbiota modulate sympathetic neurons via a gut–brain circuit. Nature (2020).
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