Nature子刊發布新一代強終止子
日期：2013-06-05 08:56:45
終止子是能使mRNA脫離RNA聚合酶和模板DNA的短序列。基因的啟動，需要可誘導的強啟動子，而基因的關閉則需要可靠的終止子。基因工程在很大程度上依賴基因轉錄的有效啟動和終止。為了推動基因工程的發展，科學家們鑒定了一組新的強力終止子，文章于六月二日發表在Nature Methods雜志上。
目前，大型基因工程設計面臨的問題是，只有三四種終止子序列可供使用。如果在復雜系統中重復使用同樣的終止子序列，這些元件就會因為同源重組而消失。
麻省理工MIT的研究人員構建了包括582個大腸桿菌終止子在內的文庫，這些終止子有些是天然存在的，有些是人工合成的。他們在文庫中鑒定得到了近四十個強終止子序列，這些序列抑制下游基因表達超過50倍，并且不易于受到重組的影響。隨后，研究人員對這些終止子序列進行了分析，得出了終止子構建的優化規律。
文章作者之一，MIT的副教授Christopher Voigt在進行復雜基因工程設計時，發現同源重組是自己面臨的一大障礙。“這項研究為大型基因工程設計，提供了更廣泛的選擇，”Voigt說。
研究團隊將終止子放在兩個熒光報告基因之間，并對兩個報告基因的表達水平進行檢測，以此衡量終止子的可靠性。如果只有第一個基因得到表達，意味著這個終止子很強。如果兩個基因都表達，則意味著二者之間是弱終止子。
研究人員發現，影響終止子效果的主要有三個因素：發夾式莖環結構、莖環下游緊接U-tract、莖環上游富含A的區域。研究顯示，強終止子的序列容易快速形成發夾結構，但終止子強度與這種莖環結構本身的強度無關。研究人員將這些參數，整合到終止子強度的新熱力學模型中。
研究人員還指出，構建強終止子的最好辦法是，從天然終止子中選取最佳片段，并將其以新的方式裝配起來。“令人驚訝的是，完全由人工合成的終止子效果并不強，”Voigt說。
這項研究由Life Technologies公司贊助，研究人員使用的也是該公司的載體設計軟件。本研究中的終止子文庫可以在Addgene網站上找到，此外Life Technologies公司的新一代軟件也將包括這些新鑒定的終止子序列。
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