Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:
fakta diverifikasi
sumber terpercaya
membenarkan
OKE! Rekombinasi dan reaktivitas silang varian LoxPsym pada E. coli dan Z. mays. Desain eksperimental untuk menentukan reaktivitas silang varian LoxPsym pada E. coli. Plasmid donor (garis padat) dan akseptor (garis putus-putus) ditransformasikan bersama, masing-masing membawa satu varian LoxPsym (berlian warna-warni), dan rekombinasi in vivo diverifikasi oleh PCR. b Plasmid akseptor mengkode gen Cre, didorong oleh promotor rhaB yang diinduksi rhamnose dan terminator rrnB. Induksi ekspresi Cre (4 jam) mengarah pada rekombinasi hanya jika varian LoxPsym bersifat reaktif silang, dalam hal ini amplikon akan dihasilkan oleh PCR (panah biru). Kredit: Komunikasi Alam (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44996-8
× tutup
Rekombinasi dan reaktivitas silang varian LoxPsym pada E. coli dan Z. mays. Desain eksperimental untuk menentukan reaktivitas silang varian LoxPsym pada E. coli. Plasmid donor (garis padat) dan akseptor (garis putus-putus) ditransformasikan bersama, masing-masing membawa satu varian LoxPsym (berlian warna-warni), dan rekombinasi in vivo diverifikasi oleh PCR. b Plasmid akseptor mengkode gen Cre, didorong oleh promotor rhaB yang diinduksi rhamnose dan terminator rrnB. Induksi ekspresi Cre (4 jam) mengarah pada rekombinasi hanya jika varian LoxPsym bersifat reaktif silang, dalam hal ini amplikon akan dihasilkan oleh PCR (panah biru). Kredit: Komunikasi Alam (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44996-8
Ilmuwan Belgia dari Pusat Mikrobiologi VIB-KULeuven dan Pusat Biologi Sistem Tanaman VIB-UGent telah mengembangkan perangkat baru yang terdiri dari 16 rangkaian DNA pendek berbeda yang memungkinkan pemicuan peristiwa rekombinasi terkontrol dan spesifik dalam genom apa pun.
Melengkapi—dan dalam beberapa aplikasi melampaui—CRISPR, perangkat eksklusif baru ini kini tersedia bagi para peneliti dan industri rekayasa genom. Hasilnya dilaporkan hari ini di dua makalah bersamaan di Nature Communications.
Rekombinasi spesifik lokasi memungkinkan pemotongan dan penyisipan DNA secara efisien pada lokasi spesifik dalam genom, di mana setiap rekombinase mengenali satu rangkaian DNA yang tepat. Karena kekhususan urutannya, sistem CRISPR telah melampaui rekombinasi spesifik lokasi sebagai alat rekayasa genom dalam dekade terakhir.
Sistem CRISPR telah merevolusi bidang ini karena sistem ini dapat ditargetkan pada lokus genom yang berbeda dengan sangat mudah. Namun, karena rekombinasi spesifik lokasi bekerja secara berbeda, mereka menghindari beberapa masalah utama CRISPR, termasuk toksisitas pemutusan untai ganda DNA yang menyebabkan mutasi titik dan variasi struktural yang tidak diinginkan, rendahnya efisiensi pengeditan yang dihadapi oleh banyak organisme non-konvensional dan non-konvensional. -organisme konvensional. pembelahan sel dan sulitnya memasukkan fragmen DNA berukuran besar. Selain itu, pematenan CRISPR yang sangat rumit seringkali membuat penggunaannya dalam penelitian dan industri menjadi sulit dan mahal.
Kelompok penelitian dari Pusat Mikrobiologi VIB-KULeuven dan rekan mereka dari Pusat Biologi Sistem Tanaman VIB-UGent kini telah mengatasi kekurangan rekombinasi spesifik lokasi sebelumnya sebagai sarana rekayasa genom. Tim tersebut memperluas perangkat yang menggunakan virus recombinase (Cre) sehingga kini dapat secara spesifik mengenali, memotong, dan menyisipkan beberapa situs DNA. Tim mengidentifikasi 16 situs yang secara efisien bergabung kembali dengan situs yang sama, tetapi tidak dengan situs lain dalam kumpulan tersebut, untuk organisme berbeda.
“Karena sistem rekombinasi ortogonal ini, kita dapat menghindari cara tak terduga di mana beberapa situs rekombinasi dalam genom berinteraksi satu sama lain,” kata Kevin Verstrepen, direktur Pusat Mikrobiologi VIB-KULeuven. “Hal ini membuka jalan bagi banyak proyek penelitian untuk melakukan banyak pengeditan genom kecil atau besar secara bersamaan atau untuk berulang kali mendaur ulang penanda selama upaya rekayasa genom.”
Aplikasi untuk penelitian dan industri
Charlotte Cautereels, Ph.D. mahasiswa di laboratorium Kevin Verstrepen menciptakan seperangkat alat baru dalam ragi dan mengujinya dalam sel bakteri. Ia kemudian berkolaborasi dengan pusat PSB VIB-UGent untuk juga menunjukkan efektivitasnya pada sel tumbuhan.
Dalam publikasi terbarunya, ia menunjukkan bagaimana hal ini dapat digunakan untuk mengoptimalkan ekspresi gen pada jalur metabolisme dan titer produksi molekul yang relevan secara industri. Satu putaran pengocokan regulator gen khusus dengan situs rekombinasi baru telah meningkatkan titer produksi dua kali lipat.
“Kami dapat memastikan bahwa modifikasi ekspresi melalui pengaturan berbasis rekombinasi kami memungkinkan optimalisasi ekspresi gen yang cepat dan efisien dalam jalur biosintetik heterolog,” kata Cautereels. “Perangkat baru ini tidak hanya menawarkan peluang untuk meningkatkan pabrik sel mikroba, tetapi juga memvalidasi perangkat kami untuk para ilmuwan dan industri rekayasa genom.”
Informasi lebih lanjut:
Charlotte Cautereels dkk, Situs LoxPsym Ortogonal Mengaktifkan Rekombinasi Spesifik Situs Multipleks pada Inang Prokariotik dan Eukariotik, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44996-8
Charlotte Cautereels dkk, Optimasi kombinatorial ekspresi gen melalui penataan ulang promotor dan terminator yang dimediasi rekombinase dalam ragi, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44997-7
+ There are no comments
Add yours