Nature光可以控制基因开关

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

eroth说,该研究的创新点在于其光控开关系统控 制的不是人工合成的基因,而是取自细胞的基因。 基于这一技术,可以观测特定的基因在特定时间
点的表达情况。 表观遗传
学修饰
基因表达调控开关的另外一个作用就是研究表观 遗传学修饰。表观遗传学一个重要的领域就是组 蛋白的化学修饰。组蛋白可以与DNA结合在一起,
麻省理工学院Broad研究所的科研人员研究发现, 借助光控开关感受光线可以快速启动或者终止基 因的表达。利用这一技术,就能了解某些特定基
因的功能,尤其是那些参与学习
和记忆的基因。该技术还能应用于表观遗传学修 饰的研究。
虽然人类基因组大约有两万多个基因,但是只有 一小部分基因是持续进行转录和翻译的。这是根
据细胞的状态决定的,
而细胞的状态是随时变化的。科研人员希望寻找 快速控制基因的开关,以探究基因的表达情况。 麻省理工学院Broad研究所的科研人员,借助一
项新技术找到了一个可以快速
启动或者终止基因的表达的途径,那就是照射细 胞的光。目前这一研究发表在7月22日的Nature
杂志上。
这项工作是基于一项被称为光遗传学的技术进行 的研究。光遗传
感蛋白结合,他们正在扩充可以被应用到基因调 控系统中的组蛋白修饰的类型。
该研究小组的成员MarkBrigham说:“扩充可控 的表观遗传学标记的数量是非常有用的
碳酸氢钠
http://www.molbase.com/zh/cas-144-558.html
动态变化情况,就必须用一
些与这个过程相符的动态的自然发生的手段干预 基因的表达。
如果能够精确地控制基因表达和持续的时间,就 能了解某些特定基因的功能,尤其是那些参与学
习和记忆的基因。其
wk.baidu.com
还能应用于表观遗传学修饰的研究。 光控开关
光控开关系统由几个相关联的部分构成,转录激 活因子(TALE),CRY2(一种光敏感蛋白)和
光脉冲是实现连续转
录最有效的频率。另外,连续给予30分钟的光脉 冲,目的基因转录mRNA的水平显著增加,而光 脉冲一旦停止,mRNA的水平约在30分钟内开始
下降。
研究人员通过对来
自实验室培养的神经元和取自动物的细胞中的30 个不同的基因进行研究发现,基因开关系统均可
以使其转录水平增加。 斯坦福大学生物工程和光遗传学教授KarlDeiss
CIB1(CRY2的天
然结合蛋白)。DNA结合蛋白TALE组合成特定 的形式与DNA结合。TALE与CRY2融合在一起。 当CRY2遇到光线,它就会改变结构与CIB1结合。
这几部分协同作
用,行使细胞的遗传指令——调控DNA转录成 mRNA。
利用这一原理,科研人员将CIB1改造成可以与另 外一个蛋白相结合的形式参与基因表达的调控。
学技术的原理是光可以改变光敏感蛋白质的功能。 几乎就在光出现的同时,光敏感蛋白接收光信号,
快速促进或者抑制基因的表达。 麻省理工学院脑认知方向的研究生Silva
naKonermann介绍说,基因表达是一个快速的动 态过程,迄今为止,用来干预基因表达的方法都 是非动态的。如果要想更深入地了解基因表达的
光开关系统进入细
胞后,TALE与目的DNA结合。当有光线照射到 细胞时,CRY2蛋白与原本游离在细胞中的CIB1 相结合。CIB1携带的基因活化蛋白启动DNA的复
制或者转录。或者,
CIB1携带的基因抑制蛋白抑制DNA的复制或者转 录。
一个单一的光脉冲足以诱导蛋白结合,启动DNA 复制和转录。研究人员发现,每分钟一次左右的
控制相关基因的表达。
研究人员发现可以通过TALE与组蛋白融合改变 表观遗传学修饰。
表观遗传学修饰在学习和记忆形成过程中发挥了 重要的作用,但是由于缺少有效的途径干预组蛋
白的修饰,导
致这一课题没有进一步深入研究。新技术的应用 可以精确地干预单一基因的表达,从而给该课题
的研究提供了可能性。
目前,研究人员已经证实,一些组蛋白的结构域 可以与光敏
相关文档
最新文档