生命學(xué)院朱聽課題組在《自然-通訊》發(fā)文
報(bào)道靶向克隆合成生物學(xué)新技術(shù)CATCH
清華新聞網(wǎng)9月8日電 9月1日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院朱聽研究員課題組在《自然-通訊》（Nature Communications）上在線發(fā)表了題為《CATCH技術(shù)實(shí)現(xiàn)大型基因簇一步法靶向克隆》（Cas9-Assisted Targeting of Chromosome segments CATCH enables one-step targeted cloning of large gene clusters）的論文，首次體外應(yīng)用Cas9系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)上百kb的基因組片段的靶向克隆。該技術(shù)的開發(fā)將極大簡(jiǎn)化對(duì)能夠表達(dá)具有高附加值生物大分子的基因簇的克隆步驟，節(jié)省時(shí)間并降低成本，該技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于合成生物學(xué)、基因測(cè)序、精準(zhǔn)醫(yī)療等領(lǐng)域。
CATCH技術(shù)示意圖。
分子克隆技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生物學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，但傳統(tǒng)的PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)通常很難一步得到15 kb以上的片段，傳統(tǒng)的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)僅6-8個(gè)堿基，對(duì)生物基因組不能有效實(shí)現(xiàn)特異性，因此對(duì)于較長(zhǎng)目標(biāo)片段的克隆或合成始終存在陽(yáng)性率低，步驟復(fù)雜，成本高等問(wèn)題。近年來(lái)人們?cè)诩?xì)菌中發(fā)現(xiàn)的CRISPR系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外源序列的特異性識(shí)別和有效切割，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家們開發(fā)出許多基因編輯、基因表達(dá)調(diào)控，體內(nèi)成像等工具。然而對(duì)該系統(tǒng)的體外應(yīng)用則鮮有報(bào)道。朱聽課題組利用體外轉(zhuǎn)錄制備的sgRNA和表達(dá)純化的Cas9蛋白特異性酶切目標(biāo)全基因組，并通過(guò)同源序列互補(bǔ)將長(zhǎng)達(dá)100 kb的目標(biāo)片段一步連接到細(xì)菌人工染色體上實(shí)現(xiàn)特異性克隆。通過(guò)脈沖場(chǎng)電泳可以清晰觀察到目標(biāo)大片段從全基因上的有效分離，其克隆效率可與普通短片段克隆相當(dāng)。
應(yīng)用CATCH技術(shù)有效分離大片段的脈沖場(chǎng)電泳膠圖。
朱聽課題組致力于合成生物學(xué)及基因組學(xué)研究，本文第一作者為清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院2012級(jí)博士研究生姜文君，通訊作者為清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員朱聽、以色列特拉維夫大學(xué)研究員Yuvul Ebenstein及中科院微生物所研究員婁春波。本課題得到科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心、感染性疾病診治協(xié)同創(chuàng)新中心的經(jīng)費(fèi)支持。
原文鏈接：http://www.nature.com/ncomms/2015/150901/ncomms9101/full/ncomms9101.html
供稿：生命學(xué)院 編輯：蕾蕾
