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科学家首次捕获到Cas9酶切割DNA的清晰图像

标签:科学,科学家,学家,首次,捕获,获到,切割,清晰,图像  2019-7-11 11:55:10  预览

  

近日,英属哥伦比亚大学和伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家捕获到Cas9核酸内切酶正确切割DNA链的高分辨率图像河南人事考试信息网,并发表在《Nature Structural and Molecular Biology》杂志上。

这些图像是行使低温电子显微镜(cryo-EM)技术捕获的,表现了基因编辑工具CRISPR-Cas9是如何工作的,将有助于研究人员开发更高效、更正确的基因编辑工具。这项成果为治疗和预防由DNA突变引起的一系列人类疾病奥林巴斯显微镜带来了盼望,比如亨廷顿病奥林巴斯显微镜和癌症。

负责cryo-EM研究的英属哥伦比亚大学研究人员Sriram Subramaniam说:“如此细致地了解Cas9究竟如何切割和编辑DNA链,这真是让人愉快。这些图像为我们提供了珍贵的信息,有望进步基因编辑过程的服从,并更快更正确地纠正致病奥林巴斯显微镜的DNA突变。”

CRISPR-Cas9是一种基因编辑工具,其中Cas9核酸内切酶就像一把能够切割DNA链的分子剪刀。在领导RNA的指引下,Cas9在基因组上的特定位点切割DNA,然后就可以插入和编辑,从而改变DNA序列。

为了更好地了解编辑过程中各个事件的顺序,Subramaniam及其同事行使了cryo-EM技术对工作中的Cas9酶进行成像。这些图像表现了Cas9酶切割DNA过程中所发生的每一步分子活动,包括切割后的DNA仍然附着在酶上即将释放的快照。

研究人员呈现了Cas9-sgRNA-DNA复合物在预催化、后催化和产物状况下的cryo-EM结构。在预催化状况下,Cas9采用“检查点”构象,其HNH核酸酶结构域阔别DNA。后催化状况捕捉了仍与HNH活性位点结合的切割底物。在产物状况下,HNH结构域是无序的,而REC2识别结构域回到预催化构象。

共同通信作者、伊利诺伊大学的研究人员Miljan Simonovic 透露表现:“人们盼望行使Cas9开发更好的基因编辑工具,但重要停滞之一是没有Cas9切割DNA的任何图像。如今我们有了更清晰的图像,甚至看到了酶的重要结构域在反应过程中是如何移动的百度优化,这有望成为改造的紧张靶点。”

Subramaniam实验室是首个行使cryo-EM技术实现蛋白质的原子分辨率成像的实验室。在曩昔几年中,他们率先行使cryo-EM来解析各种蛋白质的结构,包括代谢酶、大脑受体以及DNA-蛋白复合物。(生物通 薄荷)

原文检索

Cryo-EM structures reveal coordinated domain motions that govern DNA cleavage by Cas9

Nature Structural & Molecular Biology (2019)