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眼見為實:視頻原子力顯微鏡顯示實時CRISPR基因編輯

瀏覽次數:5043 發布日期:2018-1-9  來源:www.qd-china.com
    自2012年以來,研究人員常用一種叫做CRISPR的強大“基因組編輯”技術對生物的DNA序列進行修剪、切斷、替換或添加。CRISPR來自微生物的免疫系統,這種工程編輯系統利用一種酶,能把一段作為引導工具的小RNA切入DNA,就能在此處切斷或做其他改變。
    CRISPR已經成為生命科學領域最受關注的基因編輯技術,其效果得到大家一致認可。雖然科學家可通過RT-PCR、WB等方法間接證明CRISPR的功能,但仍未有直接的證據來證實。究其原因:一是生物分子間的相互作用速率快,需要高速的成像手段才能捕捉到;二是生物分子比較小,通常為納米級,普通顯微鏡由于受光學衍射極限所限不能分辨。最近,日本Kanazawa University的科學家利用 視頻原子力顯微鏡HS-AFM 成功觀察到了實時CRISPR基因編輯,為CRISPR技術的有效性提供了直接的證據。
 
HS-AFM視頻結果直觀顯示構象差異:
 
 
    HS-AFM視頻結果顯示apo-Cas9為柔性構象(flexible conformations),而Cas9–RNA則為穩定的雙葉型構象(stable bilobed architecture)。 
 
Cas9-RNA介導的PAM依賴性DNA識別
 
 
Cas9-RNA靶向定位到目的DNA,形成Cas9–RNA–DNA復合體。
 
Cas9-RNA對目的DNA進行剪切 
 
 
在Mg2+存在的條件下,Cas9-RNA對目的DNA進行特異性剪切。
 
    原文連接:https://www.nature.com/articles/s41467-017-01466-8
 
    這項工作的完成主要借助了日本RIBM公司研發的超高速視頻原子力顯微鏡HS-AFM,HS-AFM突破了傳統原子力顯微鏡“掃描成像速慢”的限制,能夠實現在液體環境下超快速動態成像,分辨率為納米水平。待測樣品無需特殊固定,不影響生物分子的活性,尤其適用于生物大分子互作動態觀測。推出至今,全球已有80多位用戶,發表SCI論文200余篇,其中包括Science, Nature, Cell 等雜志。 
 
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