生物开关随意可靠地转换蛋白质表达

左手组没有基因编辑RNA或BOC。下一组有BOC但没有RNA，第三组有RNA，但没有BOC。右手组有基因编辑机制和BOC。BOC激活开关和非荧光幼崽的结果。

巴斯大学和卡迪夫大学的科学家发明了一种可以随意可靠地转换蛋白质表达的生物开关。该开关可以控制基因组编辑工具，这些工具可能有一天会通过整个群体调节所需遗传变化的级联。

这种新的转换方法适用于任何物种中的任何蛋白质，并使用廉价，无毒的氨基酸作为控制开关 - '开启'模式需要存在称为BOC的氨基酸。

与其他报道的开关相比，这种方法不使用抗生素，消除了选择细菌抗生素抗性的风险，也没有“渗漏” - 即使处于“关闭”模式也表达蛋白质的情况，这是一个问题通过依赖于温度或光的当前方法。该开关是一种与赖氨酸相似的氨基酸，价格便宜，丰富，无毒，应该是环保的。

Bath和Cardiff的研究小组成功地证明了培养细胞和早期小鼠胚胎的转换，在没有BOC的情况下没有任何可检测的靶蛋白表达活性。

该方法扩展了称为遗传密码扩展的原理。为了证明该原理，研究小组使用携带基因的转基因小鼠，使其皮肤在紫外线下发出绿光。当适用于基因组编辑的遗传密码扩展工具包存在于来自小鼠的胚胎中时，它们的基因组DNA被有效地编辑以去除荧光基因，但仅在存在BOC时。在没有BOC的情况下，没有进行编辑。以这种方式编辑的胚胎可以发育成没有发荧光的小鼠，但没有BOC没有发生编辑，因此这些小鼠保持绿色。

该研究发表在“科学报告”杂志上。

该开关提供了通过添加BOC来控制大量生物过程的潜力。这些可能包括研究和实际应用，在实验室试管，整个动物或两者。例如，它可用于解决某些蛋白质如何影响培养物或动物细胞的老化。临床上，它可以提供一种开启蛋白质以增强再生过程的手段，并可以为基因治疗提供新的控制层。

一个令人兴奋的潜在应用是在基因驱动技术中使用开关。基因驱动可以使用CRISPR-Cas9系统，确保有性繁殖物种中的所有后代遗传特定的遗传片段，克服有性繁殖可能赋予其遗传的50%遗传机会。

基因驱动所赋予的特征可以通过群体快速传播，无论它们是否有利 - 例如使用基因驱动进行试验以在蚊子中传播基因，使雌性不育，意图使疟疾群体崩溃 - 传播昆虫。

但是，在可能授权基因驱动器使用之前，必须满足多个挑战。一旦启动，它们很难或无法控制，并且可能在比预期更广泛的区域内工作，例如跨越国际边界。它们可能会产生意想不到的环境后果或产生阻力。通过使Cas9 BOC-switchable承诺改善这些问题来调节基因驱动。

生物学和生物化学系领导巴斯团队的Tony Perry教授说：“我们的转换是一种通过遗传密码扩展来控制任何蛋白质表达的方法。

“我们的工作与众不同之处在于它作为一种环境友好的远距离开关的潜力，这是以前的方法无法实现的。例如，你可以想象通过根据需要在饲料中添加或去除BOC来控制牲畜群中的基因驱动活动。

“基因编辑在生物科学领域具有巨大的潜力，从生物医学到食品安全，昆虫，植物和动物。”

共同作者，来自加的夫的Yuhsuan Tsai博士说：“尽管中行提供了一种有吸引力且有前景的控制编辑手段，但我们现在正在努力解决剩余的挑战并消除系统中的皱纹。”

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