陈匡时课题组在基于CRISPR的单分子成像DNA技术领域取得新进展

By admin in 荣誉 on 2019年7月6日

图1:CRISPR/MB的工作原理。CRISPR/MB由dCas9,MB以及一个带有MB靶序列(简称MTS,绿色)的sgRNA组成。dCas9-sgRNA复合体通过sgRNA的spacer序列(紫色)结合基因位点后,MB与MTS的互补使得该基因位点被荧光标记。

图1:CRISPR/MB的工作原理。CRISPR/MB由dCas9,MB以及一个带有MB靶序列(简称MTS,绿色)的sgRNA组成。dCas9-sgRNA复合体通过sgRNA的spacer序列(紫色)结合基因位点后,MB与MTS的互补使得该基因位点被荧光标记。

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图2:通过CRISPR/MB在细胞中检测特定基因位点。A-B)CRISPR/MB对单一端粒的成像。C)CRISPR/MB相较于传统荧光蛋白标记手段具有更高的光稳定性。D)CRISPR/MB对端粒(telomere)以及着丝粒(centromere)的双色标记。

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CRISPR基因编辑技术是一种能够有效且稳定地将目的基因敲除的方法。该技术是由Cas9蛋白与single-guideRNA
(sgRNA)
组成。Cas9是一种DNA内切酶,sgRNA则同时具有能和特定基因组序列互补的位点(spacer
序列)以及和Cas9结合的结构域。因此,Cas9在与sgRNA形成复合体后能通过spacer序列靶向特定基因位点并将其破坏,从而达到定点编辑基因组的目的。前人的研究发现,失去酶切活性的Cas9(nuclease-deactivated
Cas9,
dCas9)也能够通过结合sgRNA靶向特定基因组,由此开创了使用dCas9与sgRNA成像特定基因组的研究领域。

 

工学院生物医学工程系陈匡时课题组基于CRISPR基因编辑技术与分子信标(MB)研制出一种名为CRISPR/MB的新型单基因位点成像技术。该研究成果已发表于Nucleic
Acids Research
(《核酸研究》)(IF = 10.162),题目为“A
CRISPR/Molecular Beacon Hybrid System for Live-Cell Genomic Imaging
”。

该工作的第一作者是吴小天,毛诗琦、杨艳涛等学生为工作的顺利完成作出重要贡献。通讯作者为陈匡时特聘研究员。此项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金以及青年千人启动经费的支持。

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