2016年02月18日 星期四 23:57:08

掌握大中華市場脈動.亞洲專業華文生技產業月刊

總體基因體學幫助找到新型CRISPR抑制蛋白

2019.02.11 環球生技雜誌/記者 薛瀹熢 編譯

總體基因體學幫助找到新型CRISPR抑制蛋白 (圖片來源: 網路)

總體基因體學幫助找到新型CRISPR抑制蛋白 (圖片來源: 網路)

來自丹麥技術大學的科學家利用了總體基因體學(Metagenomics)技術,跳脫了以往科學家在尋找CRISPR抑制蛋白(Anti-CRISPR protein)上的困難,成功找到了四種能夠用於抑制CRISPR系統的新蛋白質。新的方法不僅改善了尋找CRISPR抑制蛋白的方法,也有可能在未來進一步幫助改善CRISPR-Cas9基因編輯系統的脫靶效應。他們的研究結果近日(5)發表於《Cell Host & Microbe》。

對CRISPR-Cas9系統來說,脫靶效應是基因編輯過程中所面臨的一個很大的問題。因此假如能引入抑制CRISPR作用的物質幫助研究,將可能改善CRISPR效率與準確性。然而目前已知能夠抑制CRISPR的蛋白質非常稀少,僅有數種被發現。以往科學家都是透過直接檢視嗜菌體DNA來尋找CRISPR抑制蛋白,由於這個發現過程僅能聚焦於一個非常小的範圍中,也間接導致了CRISPR抑制蛋白的尋找困難。

「之前CRISPR抑制蛋白都是從嗜菌體裡找到,然而我們對這些嗜菌體的基因組通常缺乏了解,不清楚大部分基因的功能。」領導本次研究的Morten Sommer說。他同時也隸屬諾和諾德(Novo Nordisk)基金會生物永續發展中心。

有時,人們會蒙蔽於明顯的表象而疏於跳脫原先的思考方式,這樣的現象稱為街燈效應(streetlight effect),僅檢視嗜菌體DNA來尋找CRISPR抑制蛋白就有點這種味道。為了避開可能的街燈效應,丹麥技術大學Morten O.A. Sommer的研究團隊不採用傳統方法,而利用總體基因體學,從土壤、動物與人類微生物的總體基因組資料庫著手,透過研究蛋白質的可能活性而不是序列相似性,尋找可能的CRISPR抑制蛋白。

「我們從這些基因庫中發現了11個能夠規避Streptococcus pyogenes Cas9活性的DNA片段。」他們在文中寫到。「在進一步的實驗與生物實驗證明,在這之中有四個性質不同的CRISPR抑制蛋白。」

在實驗中,DNA被切成小片段,並隨機的表現於細菌的質體(plasmid)中,透過基因選殖的實驗設計,那些含有可能抑制CRISPR功能DNA序列的細菌將活下來,反之則會死亡。這些活下來的細菌將被篩選出來進行進一步的分析。

此外,根據親緣關係(Phylogenetics)分析,他們發現從糞便樣本中發現的抗-CRISPR基因存在於多種環境中的細菌中,像是那些活在昆蟲腸道、食物,或是汗水中的細菌。此一結果顯示這樣的抗-CRISPR基因其實在微生物中散布廣闊,某些甚至可能在演化中經由基因水平轉移傳播。

Sommer對此表示:「在自然中存在如此豐富的抗-CRISPR基因很可能暗示這些基因本身可能很有用,或者是有什麼重要的功能存在。」

在應用上,先前已有研究中表明了CRISPR抑制蛋白可以用於降低DNA剪切錯誤與脫靶效應。

「現今在使用CRISPR-Cas9系統上要控制脫靶問題非常困難,因此引入CRISPR抑制蛋白非常重要。因為些抑制劑將會允許你更精確的開關整個系統,以確定整個編輯系統的功能。」Sommer說。

 

《Cell Host & Microbe》

Discovery and Characterization of Cas9 Inhibitors Disseminated across Seven Bacterial Phyla

文章分類 科學要聞

發表迴響

未來活動

  1. 第34屆 生物醫學聯合學術年會

    三月23日 08:00:00 - 三月24日 17:00:00
  2. 【‪PMMD】癌症分子檢測與治療之健保給付面面觀論壇

    三月25日 19:00:00 - 21:30:00
  3. 7th Annual Biologics World Taiwan/生物製藥臺灣2019

    三月26日 08:00:00 - 三月28日 17:30:00
  4. CHIC第十屆啟珂健康投資論壇-上海

    三月26日 13:00:00 - 三月28日 17:00:00
  5. 國家生技研究園區BioHub Taiwan招商說明會

    三月27日 13:00:00 - 17:00:00

Copyright© 2019 環球生技投資股份有限公司. All rights reserved.

讀者服務電話:(02)2726-1065  時間:週一 ~ 週五 9:00 ~ 18:00

服務信箱:service@gbimonthly.com

地址:110臺北市信義區松德路161號2樓之3, Taiwan