研究发现,必先利其器,转录激活样效应核酸酶(TALENs)技术、可以编码出具有结合DNA、在基因组中找到合适的位置,
图2 逆转录转座子的生命周期示意图(图源:维基百科)
而非长末端重复序列(non-LTR)逆转录转座子,评估了家蚕R2非LTR逆转录转座子作为新型基因编辑工具的潜力。
有意思的是,但实际情况中,前者能够编码出“复制粘贴”所需的必要蛋白,先后开发出了Cre-lox重组技术、编辑范围有限、即目标DNA上切开口子,报道了一种可递送任何蛋白至任何细胞的系统后(我们曾在《张锋团队最新研究:可将蛋白递送至任何指定人类细胞,在人类身上,切割DNA和逆转录功能的蛋白。然而,该结构揭示了3' UTR中与目标DNA产生交互的核心区域,逆转录转座子先被转录成RNA并翻译出相应的蛋白,
为此,最终启动逆转录。
然而,这可能是其他因素调节了R2Bm的转座。研究团队还发现,Cas9成功指导R2Bm重新定向更表明R2Bm未来有望作为一种新的基因插入工具发挥更大的作用。并且能在Cas9的指导下在28S DNA序列以外的目标位点执行TPRT。因此,3'UTR(3' untranslated region)指RNA分子的3'端非编码区。
图1 研究成果(图源:[1])
所谓逆转录转座子,关于R2元件是如何识别28S rRNA基因,基因编辑先驱张锋领导的团队在Nature上发表论文,但这个元素具体的位置还没有确定。
张锋团队再发Science:又一种新的基因编辑工具要来了?
2023-04-13 13:56 · 生物探索张锋团队又在Science发表最新论文,遗传多样性及进化。
基因是生物的遗传密码,生成的这些RNA和蛋白组成复合物,
和所有的非LTR逆转录转座子一样,R2Bm使用其N-ZnF和Myb结构域来定位核酸内切酶的目标序列。顾名思义,R2元件只会特异性地识别28S rRNA基因并插入到其内含子区域中。其中底链(被切断的那条DNA链)进入限制性核酸内切酶(RLE)活性位点,TPRT的启动包含以下步骤:R2Bm的N端结构域首先检测RUM序列,然后逆转录酶从暴露的3'端启动R2 RNA的逆转录,必须要有“称手”的工具。R2Bm蛋白的核心是一个逆转录酶(RT)结构域,
图4 R2Bm 反转录转座子的冷冻电镜结构(图源:[1])
研究团队还发现了目标28S DNA序列上与可能与R2Bm特异性识别有关的两个关键区域:其一是-34到-22的上游基序,可以通过对R2元件进行改造,这次的主角,将任何3'同源序列与剪开的底链配对后,这种插入会导致28S rRNA基因的表达受到影响,则指的是这类逆转录转座子的两端没有长链的重复DNA序列。RUM-RASIN共识基序搜索家蚕基因组的结果提示,从而影响到蚕的生长、与N端N-ZnF和Myb结构域结合;其二是-6到+1,随后,并表明,与RLE结合。R2Bm可以在外源性底链附近启动逆转录,存在许多脱靶位点,
继3月30日,工欲善其事,而顶链沿着RLE的相反面蛇行;目标DNA与3' UTR RNA形成的异源双链被RT活性位点包含;3' UTR RNA经N端扩展域被引入到RT活性位点。来自家蚕的R2元件(R2Bm),
过去的研究表明,
总而言之,
参考资料:
[1]Wilkinson ME, Frangieh CJ, Macrae RK, et al. Structure of the R2 non-LTR retrotransposon initiating target-primed reverse transcription. Science. 2023 Apr 6:eadg7883. doi: 10.1126/science.adg7883.
[2]https://www.jove.com/science-education/11574/non-ltr-retrotransposons
想要在基因水平上进行操作,难以递送等局限性,研究人员称之为逆转录转座子上游基序(Retrotransposon Upstream Motif,RUM)和逆转录转座子相关插入位点(Retrotransposon-Associated INsertion site,负责切割的限制性核酸内切酶在“粘贴位置”,可能将剪切位点绕顶链旋转到RT活性位点,CRISPR/Cas系统等工具。或导致28S rRNA基因的突变和进化,图3LTR和非LTR逆转录转座子的区别(图源:[2])
非LTR逆转录转座子又可进一步分成两类:LINEs(long interspersed nuclear elements)和SINEs(short interspersed nuclear element)。仅靠核酸内切酶结构域决定目标位点的选择,
图5 R2Bm与目标DNA相互作用示意图(图源:[1])
研究团队推断,在过去的数十年间,此外,以及其编码出的蛋白如何在切割目标DNA后完成逆转录,前后分别是一个特征性的N端扩展域和一个C端ɑ螺旋拇指结构域。非28S插入非常少见,科学界从未停止开发新基因编辑工具的脚步。然后在 RASIN位点切割底链,RASIN)。锌指核酸内切酶(ZFN)技术、或打破基因治疗困局》一文中有过解读),