Nature Biotechnology：北京化工大学苏昕/刘惠玉团队开发基因靶向识别新工具

来源：生物世界 2024-09-22 10:03

北京化工大学苏昕教授和刘惠玉教授团队在 Nature Biotechnology 期刊发表了题为：Bacteriophage exonuclease and a 5 -phosphorylated DNA guide allow PAM-independent targeting of double-stranded nucleic acids 的研究论文。

该研究报道了一种来自噬菌体 外切酶（ Exo）的新特性，它可以在引导DNA的帮助下特异性靶向双链核酸序列，解决了现有技术的序列限制性与脱靶效应。

研究团队还在期刊发表了题为：Targeting double-stranded nucleic acids using the Exo-pDNA system 的研究简报，介绍了这项研究成果。

该研究通过单分子FRET（smFRET）技术证明了 Exo在5 -磷酸化单链DNA（pDNA）的引导下能结合到含有pDNA互补区域的双链DNA（dsDNA）或DNA-RNA duplex的机制。这种结合作用可在室温或体温环境下实现，且不需要任何如PAM样的特定基序。在结合后， Exo在镁离子（Mg2+）的存在下将pDNA消化成核苷酸。

利用这一特性， Exo-pDNA系统能够在室温和体温环境中探测双链基因及单核苷酸突变，还可以进行逻辑运算与信号放大。 Exo- pDNA还可以用于基因组位点的原位荧光成像。 Exo-pDNA系统在靶标范围、常温操作和序列特异性等方面，相较于现有的工具如TALEN、PfAgo和CRISPR-Cas有了显著提升。 Exo-pDNA系统或将成为分子、DNA计算和原位成像等领域的下一代工具。

图： Exo靶向双链核酸并切割pDNA的原理图； Exo的新特性应用于分子诊断、DNA电路和原位基因成像

论文的第一作者为北京化工大学生命科学与技术学院博士生付胜男，通讯作者为北京化工大学生命科学与技术学院苏昕教授，北京化工大学为论文唯一单位。