DNA转录控制的非天然的修改

科学家在捷克共和国显示一个系统如何结合photocaging,该系统主要槽和磷酸化反应的DNA可以控制基因转录。¹

在自然界中,各种机制直接基因表达:一种常见的过程是DNA甲基化和脱甲基的主要槽。米甲Hocek来自捷克科学院和他的同事们之前报道,嘧啶碱基的修饰细菌DNA序列包括羟甲基组(生产5-hydroxymethyluracil或5-hydroxymethylcytosine)可能会增加序列的转录高达3.5倍比自然DNA。²

快进就在一年多,该组织已经开发了一个人工化学开关再次开关转录的能力,通过反应的主要槽DNA——类似于自然基因调控的作用。重要的是,开关bioorthogonal,这意味着它可以与和不会干扰自然生化行为的DNA。

集团首先产生细菌的DNA包含修改5-hydroxymethyluracil (5-hmU)基地,与先前的研究中,但这一次他们修改了5-hmU基地photoremovable nitrobenzyl保护防止转录组。由可见光照射在400 nm裂解保护组切换转录,转录和酶的磷酸化羟甲基组交换回来,完成,打开,关闭循环。该小组还研究细菌的DNA改良5-hmC基地而不是5-hmU基地,虽然系统同样工作了前两个步骤,5-hmC-modified DNA未能关闭后再酶磷酸化。

Hocek的这是一个非常有趣的研究实验室,他们证明化学操纵nucleobase修改启动子可能导致基因的转录状态的变化在细菌的背景下,“表观遗传学专家说Shankar Balasubramanian来自英国剑桥大学。的化学修饰DNA碱基被发现在许多生物体,包括哺乳动物,所以这项研究作为一个概念演示如何利用这个策略也自然和技术控制转录项目。”

这种转录控制目前只被探索体外,所以第一个挑战集团将实现他们的开关体内。他们还计划调查non-photochemical bioorthogonal反应的主要槽交换基因表达和DNA red-light-activatable photocaging组,“这将使我们能够转录开关使用无毒和deeper-penetrating红光在组织甚至动物的应用程序。