为大量蛋白质文库克隆数千个基因

发现基因的功能需要克隆DNA序列并表达它。到目前为止,这是一次基于一个基因进行的,造成了瓶颈。罗格斯大学 - 新不伦瑞克省的科学家与约翰霍普金斯大学和哈佛医学院合作,发明了一种同时克隆数千个基因并从DNA样本中创建大量蛋白质库的技术,可能开创了功能基因组学的新时代。

“我们认为快速,经济,高通量的蛋白质和其他遗传元件的克隆将极大地加速生物学研究,以发现基因组编码分子的功能,并与新的基因组测序数据出现的速度相匹配,”Biju说。 Parekkadan,罗格斯大学 - 新不伦瑞克省生物医学工程系副教授。

在今天在线发表在“ 自然生物医学工程 ”杂志上的一项研究中,研究人员发现他们的技术--LASSO(长适配器单链寡核苷酸)探针 - 可以同时捕获和克隆数千个长DNA片段。

作为一个概念验证,研究人员从大肠杆菌中克隆了3,000多个DNA片段,这些片段通常用作具有编目基因组序列的模式生物。

“我们捕获了大约95%的基因目标,我们开始捕获它们,其中许多DNA长度非常大,过去一直是挑战,”Parekkadan说。“我认为随着时间的推移肯定会有更多改进。”

他们现在可以采用基因组序列(或其中许多),并以前所未有的速度,成本效益和精确度制作蛋白质库,以便从基因组中快速发现潜在有益的生物分子。

在进行他们的研究时,他们巧合地解决了基因组测序领域中长期存在的问题。当谈到个体基因组的基因测序时,今天的黄金标准是逐个对小片DNA进行测序并覆盖它们以绘制出全基因组代码。但是在重叠过程中很难解释短读取,并且没有办法以有针对性和更有效的方式对DNA的长片段进行测序。LASSO探针可以做到这一点,捕获长度超过1,000个碱基对的DNA靶标,其中当前格式捕获约100个碱基对。

该团队还报告了从人类微生物组样本中捕获和克隆第一个蛋白质文库或蛋白质组。Parekkadan补充说,在分子水平上对人类微生物组进行剔除是改善精准医学工作的第一步,这些努力会影响我们的肠道,皮肤和肺部的微生物群落。精准医学需要在分子水平上深入和功能性地理解健康和形成疾病的微生物群的驱动因素。

今天,制药行业筛选出数千种分子的合成化学库,找到一种可能具有药效的化学库,Parekkadan说,他于1月份加入罗格斯工程学院。

“我们的愿景是采用相同的方法,但迅速筛选从人类或其他基因组克隆的非合成,生物或'天然'分子,包括植物,动物和微生物的分子,”他说。“这可以通过更多努力将药物药物发现转化为生物制药药物的发现。”

Parekkadan说,正在进行的下一阶段是改进克隆过程,建立文库并发现我们基因组中发现的治疗性蛋白质。