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上海莼試生物技術(shù)有限公司
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豚鼠elisa試劑盒改寫(xiě)活體基因組
2017-7-31 閱讀(172)
豚鼠elisa試劑盒所說(shuō)的遺傳密碼通常包含64個(gè)密碼子， 但現(xiàn)在來(lái)自哈佛大學(xué)的研究人員和同事們?cè)O(shè)計(jì)出了只包含57個(gè)密碼子的大腸桿菌基因組。研究小組描述了這一計(jì)算機(jī)生成的基因組，并報(bào)告了在實(shí)驗(yàn)室中合成它的*階段。我們構(gòu)建出了真正突破基因組極限的東西。我們認(rèn)為這是全新的，并且我們正在設(shè)法了解它是否可行。 在這一預(yù)定57-密碼子的大腸桿菌基因組中，七個(gè)刪除的密碼子每個(gè)均被同義密碼子所替換。研究小組對(duì)這一項(xiàng)目抱有許多的目標(biāo)。研究人員提出，在將大腸桿菌的基因組削減到57個(gè)密碼子后，可以重建7個(gè)空白密碼子，用來(lái)導(dǎo)入非標(biāo)準(zhǔn)的氨基酸；這將為工業(yè)應(yīng)用構(gòu)建出更廣泛的蛋白質(zhì)打開(kāi)大門(mén)。
重新編碼的基因組也可以賦予對(duì)病毒感染的抵抗力，用于生物控制：當(dāng)轉(zhuǎn)移RNAs (tRNAs)響應(yīng)的密碼子插入一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)氨基酸時(shí)，從野生型大腸桿菌或病毒中整合進(jìn)來(lái)的DNA不能用來(lái)成功地構(gòu)建蛋白質(zhì)。這能夠讓制藥業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)中培養(yǎng)的細(xì)菌對(duì)病毒具有免疫力，從而省下因?yàn)椴《疚廴驹斐傻臄?shù)十億美元的損失。此外，還可以將一個(gè)或多個(gè)空白密碼子重編碼為只能在實(shí)驗(yàn)室中獲得的一種氨基酸，使得這一工程大腸桿菌在代謝上依賴(lài)于科學(xué)家們提供的培養(yǎng)基。
為了設(shè)計(jì)出這一基因組，研究小組構(gòu)建出了一個(gè)軟件工具，在一段可以在實(shí)驗(yàn)室合成的DNA中用同一密碼子來(lái)替代七個(gè)密碼子中的每一個(gè)。在3,548基因中這一重編碼基因組設(shè)計(jì)替換了62,214個(gè)密碼子。有了理論上的基因組，研究人員們開(kāi)始在活細(xì)胞中測(cè)試他們的設(shè)計(jì)。他們將重編嗎基因組分為87個(gè)片段，每個(gè)大約50 kb的長(zhǎng)度，平均包含40個(gè)基因，并將這一設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)手給生物技術(shù)公司合成出了這一DNA。研究人員隨后開(kāi)始將每個(gè)片段整合到獨(dú)立的大腸桿菌菌株中，刪除對(duì)應(yīng)的野生型DNA以檢測(cè)生存力。
大體上，你可以在體外合成出整個(gè)基因組，然后移植這一基因。研究小組開(kāi)發(fā)出了一個(gè)管道獲取來(lái)自活細(xì)胞的實(shí)時(shí)反饋。
在他們的論文中，研究人員回顧了對(duì)豚鼠elisa試劑盒87個(gè)基因組片段中的55個(gè)（覆蓋了63%的重編碼基因組）進(jìn)行驗(yàn)證的結(jié)果。這一重編碼基因組zui初的計(jì)算設(shè)計(jì)并不是很：當(dāng)刪除野生型DNA的片段時(shí)13個(gè)必需基因有殺死大腸桿菌的致命錯(cuò)誤。盡管他們無(wú)法一個(gè)能充分運(yùn)行的57-密碼子大腸桿菌，但“如此規(guī)模的功能改變的基因組還沒(méi)有被探索過(guò)。該研究小組仍然必須完成對(duì)這些合成DNA的片段其余部分的驗(yàn)證，然后在體內(nèi)將它們組合在一起。有望很快發(fā)表的下一篇論文將趕快完成這一基因組，開(kāi)始測(cè)試病毒抗性一類(lèi)的事情，看看我們可以加載多少氨基酸，證實(shí)生物控制。
CRISPR-Cas9系統(tǒng)使得研究人員能夠編輯許多生物體和細(xì)胞類(lèi)型的DNA序列。然而，科學(xué)家們也日益認(rèn)識(shí)到可以利用它來(lái)激活基因的表達(dá)。為此，他們構(gòu)建出了大量可激活Cas9蛋白的合成基因來(lái)研究基因功能或在潛在的治療方法中彌補(bǔ)不充足的基因表達(dá)。在發(fā)表于2016年5月23日Nature Methods雜志上的一項(xiàng)研究中，Church研究小組嚴(yán)格對(duì)比并列出了在來(lái)自人類(lèi)、小鼠和果蠅等生物的各種細(xì)胞類(lèi)型中zui常用的人造Cas9激活子。研究結(jié)果為科研人員提供了一個(gè)有價(jià)值的指南，豚鼠elisa試劑盒使得他們能夠簡(jiǎn)化研究努力。
