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ProteinampCell综述

发布时间:2022-8-26 19:30:31   点击数:
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责编丨迦溆

CRISPR/Cas核酸酶切割靶DNA产生的DNA双链断裂(DNAdouble-strandedbreak,DSB)可以通过易错的经典非同源末端连接(classicalnon-homologousendjoining,c-NHEJ)进行修复。此外,在提供DNA修复模板的情况下,DSB还可以通过精确的基于同源序列的DNA修复(homology-basedrepair,HBR)进行修复。其中,DNA修复模板是决定精确基因编辑中HBR的具体修复机制和效率关键因素。

年5月4日,来自中山大学生命科学学院黄军就,梁普平和医院欧建平主任在ProteinCell杂志上发表了题为Homology-basedrepairinducedbyCRISPR-Casnucleasesinmammalianembryogenomeediting的综述(医院的张曦亚博士为本文第一作者)。在这篇文章中,作者深入地探讨了利用不同类型的DNA修复模板在哺乳动物胚胎中进行精确基因编辑的效率及优缺点,并总结了一份DNA修复模板的设计指南。

1、HBR修复模板的种类HBR修复模板可以分为单链DNA(single-strandedDNA,ssDNA)和双链DNA(double-strandedDNA,dsDNA)两大类。其中ssDNA修复模板包括单链寡聚脱氧核糖核酸(single-strandedoligodeoxynucleotides,ssODN),长单链DNA(longsingle-strandedDNA,lssDNA)和单链的腺相关病毒(adeno-associatedvirus,AAV)DNA。dsDNA修复模板包括超螺旋质粒(supercoiledplasmid),线性质粒(linearplasmid)以及线性dsDNA等。利用不同类型的DNA修复模板,可以在靶位点产生不同的精确基因编辑类型,如定点突变、插入大片段或者插入loxP序列以构建条件性基因敲除动物模型。不同DNA修复模板对于同源臂的(homologyarm,HA)的要求不一,并且其产生的编辑类型、插入片段的上限以及编辑效率也不同,具体汇总见表1。表1.HBR的修复模板特征及产生的编辑类型2、HBR的修复机制根据DNA修复模板的不同,HBR的修复机制也不同。利用ssDNA作为修复模板时,CRISPR/Cas核酸酶产生的DSB将通过单链DNA介导的修复(single-strandedtemplatedrepair,SSTR)机制进行修复。利用dsDNA作为模板时,根据同源臂长度的不同,CRISPR/Cas核酸酶产生的DSB可以通过同源重组(homologousre

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