转座子介导是什么?
“转座子”也称“跳跃基因”,是普遍存在于各种生命细胞内的遗传因子,由美国科学家芭拉拉·麦克林托克在研究玉米颗粒颜色时发现。许多真核生物(线虫、昆虫,以及植物)基因组的大部分由转座子组成,人类基因组的近一半都是转座子,许多粮食作物基因组中的转座子比例更高,比如玉米、大麦和小麦的基因组中的转座子比例超过85%。转座子与宿主基因组共同进化,和平相处,并推进物种进化,调节生物基因表达。工程化的转座子是由两部分组成,包括位于转座子基因两侧的顺式元件短末端反向重复序列(ITR)和位于两个ITR序列之间的转座酶编码基因序列。
转座子是通过编码转座酶,转座酶与ITR序列结合介导转座酶基因在基因序列之间的转移。将转座子的两个元件分离并构建在两个独立在载体上,原来转座酶的序列替换成感兴趣的基因序列(GOI),而转座酶在另外一个载体上独立表达,将两个载体共转染目的细胞,就能实现目的基因在细胞基因组上整合,与其他技术的不同(慢病毒载体介导的基因组整合),在转座酶存在的情况,目的基因会一直处于切割—整合的状态,即连续在基因组上跳跃。
外源基因在哺乳动物细胞中稳定表达是许多体外和体内实验的先决条件。然而,无论是质粒整合到哺乳动物细胞基因组还是使用逆转录/慢病毒系统都有在的局限性。转座子技术的使用,例如睡眠美容系统(SB),绕过了大多数这些缺点(整合位置,大小限制),并允许快速生成稳定的细胞系。SB的整合过程是由反式转座酶催化的,该基因转移系统操作简单、快速、安全。一些通过慢病毒载体无法稳定表达的基因,大片段基因可以通过转座子系统实现稳定表达并构建稳转细胞系。
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