Wie werden virale Genome in CRISPR-Bakterien in die Abstandshalter von CRISPR integriert? Wo schneidet Cas9 bei seiner Verwendung die DNA?

Ich bin seit etwa einem Jahr nicht mehr in Biologie und verbessere meine Programmierkenntnisse. Ich weiß, dass CRISPR/Cas9 das gezielte „Schneiden“ von DNA über RNA-Führung ermöglicht. Paar Fragen dazu.

  1. Wenn ein Virus eine Mikrobe mit CRISPR-Fähigkeiten infiziert, wie wird das Genom in Bezug auf sein natürliches Phänomen in die „Abstandshalter“ der CRISPR-Region im Vergleich zu anderen Stellen des Prokaryotengenoms integriert, sodass die Cas-Enzyme bei der Transkription wissen, dass es sich um eine fremde DNA handelt? anzustrebendes Element? Mein Verständnis von Virusinfektionen ist auch etwas trübe; Ich denke an zufällige Transpositionen.

  2. Ich schaue mir das jetzt an, also kann ich das herausfinden, bevor jemand antwortet, aber wenn die Ziel-DNA über die führende RNA lokalisiert wird, wo entscheidet das Cas9-Enzym, die DNA zu „schneiden“ – was sie unbrauchbar macht, und wie erkennt es den ort?

-BEARBEITEN- Ah. Die Zielsequenz muss auch eine 'PAM'-Sequenz stromabwärts (Protospacer Adjacent Motif) enthalten, die die Bindung des Riboproteinkomplexes (führende RNA + Cas9) ermöglicht, und biochemische Magie schneidet ihn ~3-4 Basen stromaufwärts von der PAM). Zitat: https://www.addgene.org/CRISPR/guide/

  1. Ich dachte nur an eine andere Frage: Wenn die DNA an der scheinbar spezifischen Stelle geschnitten wird, ist die DNA-Reparatur, die stromabwärts erfolgt, völlig zufällig? Ich denke, es wäre im besten Interesse des Organismus (anthropomorphogen, oops), und die Evolution sagt im Allgemeinen, dass dies normalerweise der Fall ist, einen Mechanismus zu haben, um ihn in seinen ursprünglichen Zustand zu versetzen.
Richtig, ich auch, das ist eine erstaunliche Technik, über die ich gerne mehr erfahren würde.

Antworten (1)

Dieses Papier sollte viel mehr über das CRISPR-System aufklären, als irgendjemand hier wirklich kann.

CRISPR/Cas9 ist sehr einzigartig, selbst im Vergleich zu anderen aus Bakterien gereinigten Proteinen wie Taq Poly.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Grund liegt darin, wie komplex es tatsächlich ist, dieses Protein zu induzieren. Im Wesentlichen transfizieren Sie ein Plasmid mit dem Cas9-Protein und seiner Leit-RNA (gRNA) auf dem Vektor. Die Transfektion selbst ist nicht einfach, ganz zu schweigen davon, dass Sie einer Zelle im Wesentlichen einen Mechanismus hinzufügen, der versucht, Gene auszuschalten, und Sie haben eine Handvoll. Tatsächlich würde es ausreichen, dies für eine Zelllinie zu tun und die Auswirkungen dessen zu notieren, was Sie ausschalten, um einen Artikel in einer ziemlich einflussreichen Zeitschrift zu produzieren. (Bild von: https://www.systembio.com/ )

Zu den jüngsten Fortschritten in CRISPR gehören auch:

Grundsätzlich versuchten diese Forscher, eine Methode abzuleiten, die eine bessere Kontrolle der CRISPR-Technik ermöglicht, da CRISPR Probleme mit Off-Target-Effekten hatte. Es ist zwar keine Änderung in der Funktionsweise von CRISPR oder sogar wo, die Änderung besteht jedoch darin, wie sehr Sie die Reaktion kontrollieren können. Einfach ausgedrückt, sie haben einen Weg entwickelt, mit dem Sie CRISPR mit Licht ein- und ausschalten können, um eine genauere Kontrolle seiner Aktivität zu ermöglichen. Sicherlich wird es hilfreich sein, Off-Target-Effekte zu reduzieren.

„Dies wurde erreicht, indem die lichtinduzierbaren heterodimerisierenden Proteine ​​​CRY2 und ​CIB1 an eine Transaktivierungsdomäne bzw. das katalytisch inaktive d​Cas9 fusioniert wurden.“ (Lauren R. Polstein & Charles A. Gersbach)

Dieser ist insofern etwas interessanter, als er eine direkte Änderung des CRISPR-Systems selbst darstellt. Cas9 war das Standard-Schnittprotein, das für das CRISPR-System verwendet wurde, obwohl es aufgrund seines etwas ungenauen Schneidens kontrovers diskutiert wurde. Cpf1 hat sich als präziser erwiesen (so sagen ihre Daten) und wird jetzt von einigen implementiert, um zu sehen, ob dies wirklich der Fall ist. In Kombination mit dem oben genannten „lichtinduzierten“ System bringt dies CRISPR auf ein sichereres Niveau, wenn es um Off-Target-Effekte geht.

Hier sind einige gute Online-Seminare für den Einstieg:

  1. CRISPR/Cas9 von Anfang bis Ende
  2. Verbessern Sie CRISPR-Cas9-Experimente mit rational entworfenen Leit-RNAs

Diese Seminare kann ich nicht wirklich direkt kommentieren, weil sie alles so gut für sich erklären. Alles, was ich sage, wird wirklich nur von dem ablenken, was sie lehren, da ich keineswegs ein Experte für CRISPR bin, sondern einfach jemand, der es möglicherweise für mein Labor verwendet. Im Moment gibt es eine Menge Anleitungsmaterial zur richtigen Formatierung Ihrer CRISPR-Experimente, aber meine persönliche Meinung ist, dass Sie der Technik vielleicht noch ein oder zwei Jahre geben sollten, wenn sie für die Forschung Standard ist.

Es sei denn, Sie möchten die Methode direkt erforschen und auf Ihre eigene Weise verbessern.

Lassen Sie mich wissen, ob dies Ihre Fragen ausreichend beantwortet.

Tut mir leid, dass ich nicht viel mehr tun kann, um die Links zu erklären. Die Studien sind keine, auf die ich leicht zugreifen kann, es sei denn, ich bin bei der Arbeit, da ich normalerweise über die Universität darauf zugreife.

Was den Reparaturmechanismus betrifft (Ihre Frage Nr. 3), kann ich das nicht wirklich mit Sicherheit beantworten, aber ich habe kürzlich eine Broschüre erhalten, in der beschrieben wird, wie sichergestellt werden kann, dass die Zellen HJ anstelle von NHEJ verwenden.

Dies ist eine Nur-Link-Antwort, von der auf StackExchange abgeraten wird . Könnten Sie beschreiben, was sich in diesen Links befindet, und relevante Textbereiche einbeziehen?
Ich habe noch ein paar eigene Worte hinzugefügt. Ich fürchte, ich war etwas zögerlich, wirklich viel mehr zu sagen, da ich kein großer Experte bin.