Транспозонная система PiggyBac
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2018 г. ) |
| PiggyBac, полученный из мобильных элементов / Транспозаза IS4 | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | DDE_Tnp_1_7, ПГБД | ||
| Пфам | ПФ13843 | ||
| ИнтерПро | ИПР029526 | ||
| |||
Транспозонная система PiggyBac (PB) использует генетически модифицированный фермент транспозазу для вставки гена в геном клетки. Он построен на основе природного мобильного элемента PiggyBac (PB) (транспозона), позволяющего перемещать гены вперед и назад между хромосомами и генетическими векторами, такими как плазмиды, с помощью механизма «вырезать и вставить». Во время транспозиции транспозаза PB распознает транспозон-специфичные инвертированные концевые повторные последовательности (ITR), расположенные на обоих концах вектора транспозона, и эффективно перемещает содержимое из исходных сайтов и интегрирует их в хромосомные сайты TTAA. Мощная активность транспозонной системы PiggyBac позволяет легко мобилизовать интересующие гены между двумя ITR в векторе PB в целевые геномы. TTAA-специфичный транспозон piggyBac быстро становится очень полезным транспозоном для генной инженерии широкого спектра видов, особенно насекомых. [ 1 ] Они были обнаружены в 1989 году Малкольмом Фрейзером в Университете Нотр-Дам . [ 2 ] [ 3 ]
Источник
[ редактировать ]Специфические для TTAA элементы с короткими повторами представляют собой группу транспозонов, которые имеют сходство структуры и свойств движения. Эти элементы изначально были определены в Cabbage Looper , [ 4 ] но, по-видимому, распространен и среди других животных. Они могут оказаться полезными инструментами для трансформации насекомых. Первоначальная идентификация этих необычных, специфичных для TTAA элементов произошла несколько нетрадиционным путем по сравнению с большинством других мобильных элементов класса II. Было обнаружено, что спонтанные мутанты морфологии бляшек бакуловирусов возникают во время размножения этих вирусов в клеточной линии TN-368. Генетическая характеристика этих мутаций часто выявляла связанную с ними вставку ДНК хозяина, некоторые из которых оказались транспозонами.
Несколько различных вставок ДНК мобильного хозяина были идентифицированы в локусе с несколькими полиэдрами (FP) бакуловирусов AcMNPV и GmMNPV. Наиболее тщательно изучены инсерции, которые теперь обозначаются как tagalong (ранее TFP3) и piggyBac (ранее IFP2). Эти вставки демонстрируют уникальное предпочтение к сайтам-мишеням TTAA, независимо от того, вставляются ли они в вирусный FP-локус или в другие области вирусного генома. Оба эти элемента являются частью более крупного семейства инсерционных элементов, специфичных для сайта-мишени TTAA, которое включает элементы piggyBac и tagalong, полученные из T. ni, элементы IFP1.6, полученные из Spodoptera frugiperda, и вставку Carstens длиной 290 п.н., а также транспозоноподобные элементы. вставка в область EcoRI-J,N вируса ядерного полиэдроза Autographa California, происхождение которого не установлено.
Совсем недавно анализ последовательностей, полученных из генома человека, выявил, по-видимому, от 100 до 500 копий ископаемого элемента под названием LOOPER, который гомологичен последовательности с piggyBac, заканчивается на 5' CCY....GGG 3' и, по-видимому, нацелен на сайты вставки TTAA. Консенсусная последовательность LOOPER в среднем на 77% похожа на отдельные последовательности, идентифицированные в геноме человека, что указывает на то, что ей не менее 60 миллионов лет. Есть два других TTAA-специфичных ископаемых повторяющихся элемента, MER75 и MER85 (по оценкам, 2000 копий на геном), которые, по-видимому, нацелены на сайты вставки TTAA и оканчиваются на 5' CCC....GGG 3'. Накапливаются данные, свидетельствующие о том, что суперсемейство TTAA-специфичных мобильных элементов существует у множества организмов и что последовательности, связанные с piggyBac, могут присутствовать у множества видов. [ 5 ]
Структура
[ редактировать ]Транспозон состоит из гена транспозазы, фланкированного инвертированными концевыми повторами.
Транспозаза суперсемейства PB состоит из трех доменов: вариабельного N-концевого домена, каталитического домена триады DDE и C-концевой области с сигналом ядерной локализации. [ 6 ]
По-видимому, он был одомашнен у многих животных, потеряв повторы и, следовательно, свою подвижность. Новые функции, которые приобретают эти копии, иногда достаточно значительны, чтобы проявлять признаки позитивного или очищающего отбора. У человека эти гены: [ 7 ]
Как инструмент
[ редактировать ]Гиперактивные версии транспозазы PiggyBac подходят для целей генной инженерии. [ 8 ] Версия под названием mPB была создана путем оптимизации использования кодонов для млекопитающих (мышей) с 20-кратным увеличением активности. [ 9 ] и дальнейший скрининг мутаций позволил получить hyPB с активностью, в 10 раз превышающей mPB. [ 10 ] Система PiggyBac успешно использовалась для экспрессии больших генетических последовательностей, таких как система интерференции CRISPR, индуцируемая доксициклином. [ 11 ]
Новый член семейства piggyBac, гиперактивная транспозаза Mage (MG) (hyMagease), продемонстрировал сильную транспозируемость в различных клетках млекопитающих и первичных Т-клетках, а также более слабое предпочтение вставки в близлежащие гены, сайты начала транскрипции, CpG-островки и гиперчувствительные сайты DNaseI в по сравнению с PiggyBac. [ 12 ]
Номенклатура
[ редактировать ]Эти элементы были впервые идентифицированы как вставки в мутантах бакуловируса доктором Малкольмом Фрейзером. [ 5 ] профессор Университета Нотр-Дам и первоначально назывались IFP (инсерции в мутанты FP). Затем название было изменено на TFP для транспозона в FP. В конце концов, название PiggyBac было принято, чтобы поддержать интерес аудитории и иметь некоторое сходство с номенклатурой генов дрозофилы .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Транспозонная система Пиггибак» . Лонца . Архивировано из оригинала 30 июля 2019 года.
- ^ Кэри Л.К., Гебель М., Корсаро Б.Г., Ван Х.Г., Розен Э., Фрейзер М.Дж. (сентябрь 1989 г.). «Транспозонный мутагенез бакуловирусов: анализ вставок транспозона IFP2 Trichoplusia ni в FP-локус вирусов ядерного полиэдроза». Вирусология . 172 (1): 156–169. дои : 10.1016/0042-6822(89)90117-7 . ПМИД 2549707 .
- ^ Чен Ц, Луо В., Вич Р.А., Хикман А.Б., Уилсон М.Х., Дайда Ф. (июль 2020 г.). «Структурная основа бесшовного иссечения и специфическое нацеливание транспозазы piggyBac» . Природные коммуникации . 11 (1): 3446. Бибкод : 2020NatCo..11.3446C . дои : 10.1038/s41467-020-17128-1 . ПМЦ 7351741 . ПМИД 32651359 .
- ^ Фрейзер М.Дж., Смит Дж.Е., Саммерс, доктор медицины (август 1983 г.). «Приобретение последовательностей ДНК клеток-хозяев бакуловирусами: взаимосвязь между вставками ДНК-хозяина и мутантами FP вирусов ядерного полиэдроза Autographa Californica и Galleria mellonella» . Журнал вирусологии . 47 (2): 287–300. doi : 10.1128/JVI.47.2.287-300.1983 . ПМК 255260 . ПМИД 16789244 .
- ^ Jump up to: а б Фрейзер-младший, MJ. «ПиггиБак» . Университет Нотр-Дам. Архивировано из оригинала 20 января 2012 г.
- ^ Саркар А., Сим С., Хонг Ю.С., Хоган Дж.Р., Фрейзер М.Дж., Робертсон Х.М. и др. (ноябрь 2003 г.). «Молекулярно-эволюционный анализ широко распространенного семейства транспозонов piggyBac и связанных с ним «одомашненных» последовательностей». Молекулярная генетика и геномика . 270 (2): 173–80. дои : 10.1007/s00438-003-0909-0 . ПМИД 12955498 . S2CID 16272611 .
- ^ Буаллег М., Руо Ж.Д., Хуа-Ван А., Макни М., Кэпи П. (февраль 2017 г.). «Молекулярная эволюция суперсемейства piggyBac: от эгоизма к приручению» . Геномная биология и эволюция . 9 (2): 323–339. дои : 10.1093/gbe/evw292 . ПМЦ 5381638 . ПМИД 28082605 .
- ^ Грабундзия И., Ирганг М., Матеш Л., Белай Е., Матрай Дж., Гоголь-Деринг А. и др. (июнь 2010 г.). «Сравнительный анализ векторных систем мобильных элементов в клетках человека» . Молекулярная терапия . 18 (6): 1200–9. дои : 10.1038/mt.2010.47 . ПМЦ 2889740 . ПМИД 20372108 .
- ^ Кадиньянос Дж., Брэдли А. (2007). «Создание индуцибельной и оптимизированной транспозонной системы piggyBac» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (12): е87. дои : 10.1093/нар/gkm446 . ЧВК 1919496 . ПМИД 17576687 .
- ^ Юса К., Чжоу Л., Ли М.А., Брэдли А., Крейг Н.Л. (январь 2011 г.). «Гиперактивная транспозаза piggyBac для применения на млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (4): 1531–6. Бибкод : 2011PNAS..108.1531Y . дои : 10.1073/pnas.1008322108 . ПМК 3029773 . ПМИД 21205896 .
- ^ Де Роза П., Севери Ф., Задран С.К., Руссо М., Алоизи С., Ригамонти А. и др. (январь 2023 г.). «Амплификация MYCN вместе с экспрессией RB1 дикого типа повышает эффективность ингибиторов CDK4/6 в клетках нейробластомы» . Международный журнал молекулярных наук . 24 (6): 5408. doi : 10.3390/ijms24065408 . ISSN 1422-0067 . ПМЦ 10049239 . ПМИД 36982482 .
- ^ Тянь Дж., Тонг Д., Ли З., Ван Е., Ю Ю., Лев Х. и др. (март 2024 г.). «Маг-транспозон: новая система доставки генов в клетки млекопитающих» . Исследования нуклеиновых кислот . 52 (5): 2724–2739. дои : 10.1093/nar/gkae048 . ПМЦ 10954464 . ПМИД 38300794 .
В эту статью включен текст из этого источника, доступного по лицензии CC BY 4.0 .
