基于CRISPR-Cas12a和λ Red重組酶體系的質(zhì)粒編輯系統(tǒng)的構(gòu)建及其應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020-12-09 20:08
質(zhì)粒是研究細(xì)菌、病毒和真核生物細(xì)胞內(nèi)遺傳信息和通路異質(zhì)性表達(dá)的有用工具。隨著分子生物學(xué)技術(shù)日益發(fā)展,已經(jīng)有許多方法可用于體外、體內(nèi)質(zhì)粒克。ㄈ缑盖忻高B、PCR、體外重組以及體內(nèi)重組等),甚至大片段克隆也不再是難題。常用的酶切法受限于酶切位點(diǎn)的存在與否及唯一性,添加酶切位點(diǎn)會(huì)引入的額外序列與DNA序列復(fù)雜性(如DNA片段過(guò)大、序列堿基分布及含量等)相關(guān)的擴(kuò)增困難,以及應(yīng)用于構(gòu)建質(zhì)粒文庫(kù)時(shí)的操作復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)。重組技術(shù)一定程度上解決上述問(wèn)題。重組技術(shù)是一種基于核酸同源重組原理,利用噬菌體重組蛋白促進(jìn)寡核苷酸或線性DNA介導(dǎo)的體內(nèi)同源重組技術(shù),已廣泛應(yīng)用于質(zhì)粒、細(xì)菌人工染色體質(zhì)粒和多種原核生物基因組DNA的改造,包括堿基突變、缺失或插入。鑒于其重組效率相對(duì)較低,需要添加篩選標(biāo)記(如抗生素)來(lái)增加重組效率,而后去掉篩選標(biāo)記則需利用兩步法或引入序列特異性重組酶切除抗性標(biāo)簽(抗性基因兩邊有同向的兩個(gè)短的DNA序列可以被特定的重組酶識(shí)別),切除后仍會(huì)留下一個(gè)短的能夠被重組酶識(shí)別的DNA序列,這種重組操作更復(fù)雜且耗時(shí)長(zhǎng),很難得到一個(gè)真正的無(wú)痕突變株。此外,重組質(zhì)粒形成多聚體形式或是同一細(xì)胞內(nèi)重組質(zhì)粒與親...
【文章來(lái)源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:112 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1重組的模型圖[6]??
意思的發(fā)現(xiàn)是CRISPR序列中許多間隔序列是來(lái)源于質(zhì)粒和發(fā)現(xiàn)CRISPR位點(diǎn)是可以轉(zhuǎn)錄的[27],而且推測(cè)cas基因編碼酶結(jié)構(gòu)域[24,26,28,29],所以綜合起來(lái)推測(cè)〇113?1^38是一個(gè)RNAs是侵染的記憶標(biāo)記2007年,乳酸桿菌與嗜熱鏈球首次提供了?CRISPR-Cas介導(dǎo)適應(yīng)性免疫實(shí)驗(yàn)證據(jù)[31],這個(gè)法就是在牛奶工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中培養(yǎng)的細(xì)菌中含有的天然CRI抵御噬菌體的感染,這是一個(gè)成功應(yīng)用CRISPR-Cas于生物08年,有研究報(bào)道在大腸桿菌中,具有導(dǎo)向作用的成熟C)與Cas蛋白形成復(fù)合物干擾病毒的增殖Pl,同一年,在病道了?CRISPR-Cas系統(tǒng)靶向DNA的活性[34],后來(lái)研究確定重復(fù)序列(CRISPR,Clustered?Regular丨y?Interspaced?Short和CRISPR相關(guān)蛋白是大多數(shù)細(xì)菌及古細(xì)菌中的一種獲得性來(lái)核酸例如來(lái)自噬菌體DNA或RNA,質(zhì)粒和其它外源DN的CRISPR-Cas系統(tǒng)具有共同的特性,如重復(fù)間隔序列,這是Cas核酸酶剪切外來(lái)核酸的相關(guān)特性[35,36]。??Immunization??
圖3?CRISPR的分類(lèi)分型[40,41]??4?CRISPR的作用機(jī)制??CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)的作用機(jī)制主要包括三步,DNA的編碼,RNA的導(dǎo)向靶向DNA。第一步就是間隔序列的獲取,Casl和Cas2將外源入侵的核酸序列整到CRISPR序列的5’端中也就是鄰近前導(dǎo)序列成為新的間隔序列;第二步是CRISP序列表達(dá)產(chǎn)生成熟前體CRISPR?RNA?(pre-crRNA),它是一個(gè)單鏈的RNA分子含所有的重復(fù)間隔序列。I型系統(tǒng)Cas6處理加工Pre-crRNA?(I-C型是由Cas5加處理),在II型系統(tǒng)中是由RNase?III和Cas9加工處理,使pre-crRNA成為成熟crRNA?(CRISPRRNA);最后一步是干擾與間隔序列互補(bǔ)的入侵核酸。在I型系中,crRNA與Cascade復(fù)合物相互作用產(chǎn)生效應(yīng)復(fù)合物依賴(lài)間隔序列與促間隔序之間的互補(bǔ)性識(shí)別和結(jié)合外源入侵的雙鏈DNA,并招募Cas3來(lái)切割靶向dsDNcrRNA與互補(bǔ)耙向DNA鏈之間的堿基配對(duì)將導(dǎo)致非耙向DNA鏈R?loop的形成然后Cas3的核酸外切酶活性在促間隔序列之內(nèi)切割非靶向鏈并以一種依賴(lài)鐵
本文編號(hào):2907415
【文章來(lái)源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:112 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1重組的模型圖[6]??
意思的發(fā)現(xiàn)是CRISPR序列中許多間隔序列是來(lái)源于質(zhì)粒和發(fā)現(xiàn)CRISPR位點(diǎn)是可以轉(zhuǎn)錄的[27],而且推測(cè)cas基因編碼酶結(jié)構(gòu)域[24,26,28,29],所以綜合起來(lái)推測(cè)〇113?1^38是一個(gè)RNAs是侵染的記憶標(biāo)記2007年,乳酸桿菌與嗜熱鏈球首次提供了?CRISPR-Cas介導(dǎo)適應(yīng)性免疫實(shí)驗(yàn)證據(jù)[31],這個(gè)法就是在牛奶工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中培養(yǎng)的細(xì)菌中含有的天然CRI抵御噬菌體的感染,這是一個(gè)成功應(yīng)用CRISPR-Cas于生物08年,有研究報(bào)道在大腸桿菌中,具有導(dǎo)向作用的成熟C)與Cas蛋白形成復(fù)合物干擾病毒的增殖Pl,同一年,在病道了?CRISPR-Cas系統(tǒng)靶向DNA的活性[34],后來(lái)研究確定重復(fù)序列(CRISPR,Clustered?Regular丨y?Interspaced?Short和CRISPR相關(guān)蛋白是大多數(shù)細(xì)菌及古細(xì)菌中的一種獲得性來(lái)核酸例如來(lái)自噬菌體DNA或RNA,質(zhì)粒和其它外源DN的CRISPR-Cas系統(tǒng)具有共同的特性,如重復(fù)間隔序列,這是Cas核酸酶剪切外來(lái)核酸的相關(guān)特性[35,36]。??Immunization??
圖3?CRISPR的分類(lèi)分型[40,41]??4?CRISPR的作用機(jī)制??CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)的作用機(jī)制主要包括三步,DNA的編碼,RNA的導(dǎo)向靶向DNA。第一步就是間隔序列的獲取,Casl和Cas2將外源入侵的核酸序列整到CRISPR序列的5’端中也就是鄰近前導(dǎo)序列成為新的間隔序列;第二步是CRISP序列表達(dá)產(chǎn)生成熟前體CRISPR?RNA?(pre-crRNA),它是一個(gè)單鏈的RNA分子含所有的重復(fù)間隔序列。I型系統(tǒng)Cas6處理加工Pre-crRNA?(I-C型是由Cas5加處理),在II型系統(tǒng)中是由RNase?III和Cas9加工處理,使pre-crRNA成為成熟crRNA?(CRISPRRNA);最后一步是干擾與間隔序列互補(bǔ)的入侵核酸。在I型系中,crRNA與Cascade復(fù)合物相互作用產(chǎn)生效應(yīng)復(fù)合物依賴(lài)間隔序列與促間隔序之間的互補(bǔ)性識(shí)別和結(jié)合外源入侵的雙鏈DNA,并招募Cas3來(lái)切割靶向dsDNcrRNA與互補(bǔ)耙向DNA鏈之間的堿基配對(duì)將導(dǎo)致非耙向DNA鏈R?loop的形成然后Cas3的核酸外切酶活性在促間隔序列之內(nèi)切割非靶向鏈并以一種依賴(lài)鐵
本文編號(hào):2907415
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