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Base Excision Repair01:54

Base Excision Repair

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One of the common DNA damages is the chemical alteration of single bases by alkylation, oxidation, or deamination. The altered bases cause mispairing and strand breakage during replication. This type of damage causes minimal change to the DNA double helix structure and can be repaired by the base excision repair (BER) pathways. BER corrects damaged DNA sequences by removing the damaged base and restoring the original base sequence using the complementary strand as a template.
The first step of...
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Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation02:53

Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation

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Because the DNA segments are cut and reorganized in a direction-specific manner, site-specific recombination has emerged as an efficient genetic engineering technique. Flippase and Cyclization recombinases or Flp and Cre, respectively, are two members of the tyrosine recombinase family derived from bacteriophages, that are used to mediate site-specific DNA insertions, deletions, and targeted expression of proteins in mammalian cell lines.
The recognition sites for Cre recombinase called LoxP...
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Maxam-Gilbert Sequencing01:05

Maxam-Gilbert Sequencing

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In the same year as the discovery of the Sanger sequencing method, another group of scientists, Allan Maxam and Walter Gilbert, demonstrated their chemical-cleavage method for DNA sequencing. The Maxam-Gilbert method relies on using different chemicals that can cleave the DNA sequence at specific sites, the separation of resulting DNA fragments of variable size using electrophoresis, and deciphering the DNA sequence from the resulting gel bands.
Challenges of the Maxam-Gilbert Method
The...
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DNA Isolation01:24

DNA Isolation

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DNA isolation protocols can be fast and straightforward or complex and time-consuming depending on the type and quality of DNA required for further processing. For example, plasmid DNA extraction is a bit more complicated than genomic DNA extraction because of the need for an appropriate lysis method to separate plasmid DNA from gDNA during isolation. However, for specific applications, such as long-range DNA sequencing that require a good yield of high- quality DNA samples, we need to follow...
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What is Genetic Engineering?00:49

What is Genetic Engineering?

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Overview
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CRISPR01:59

CRISPR

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Genome editing technologies allow scientists to modify an organism’s DNA via the addition, removal, or rearrangement of genetic material at specific genomic locations. These types of techniques could potentially be used to cure genetic disorders such as hemophilia and sickle cell anemia. One popular and widely used DNA-editing research tool that could lead to safe and effective cures for genetic disorders is the CRISPR-Cas9 system. CRISPR-Cas9 stands for Clustered Regularly Interspaced...
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Edición programable de bases de A•T a G•C en el ADN genómico sin escisión del ADN

Nicole M Gaudelli1,2,3, Alexis C Komor1,2,3, Holly A Rees1,2,3

  • 1Department of Chemistry and Chemical Biology, Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138, USA.

Nature
|November 22, 2017
PubMed
Resumen

Los científicos desarrollaron editores de bases de adenina (ABEs) para convertir pares de bases A•T en G•C en el ADN. Este avance ofrece una nueva herramienta para la investigación y el tratamiento de enfermedades genéticas al permitir la edición genética precisa.

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Área de la Ciencia:

  • Biología molecular
  • La genética
  • Biotecnología

Sus antecedentes:

  • La desaminación de la citosina causa transiciones de C•G a T•A, una fuente común de mutaciones patógenas humanas.
  • La conversión dirigida de A•T a G•C es crucial para el estudio y tratamiento de enfermedades genéticas.
  • La desaminación de la adenina en el ADN no ocurre naturalmente, lo que limita las capacidades de edición de genes.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar nuevos editores de bases de adenina (ABE) para una eficiente conversión de pares de bases A•T a G•C en el ADN genómico.
  • Para diseñar ABEs altamente específicos y eficientes a través de la evolución dirigida y la ingeniería de proteínas.
  • Demostrar la utilidad de las EBA para corregir o suprimir mutaciones causantes de enfermedades en células humanas.

Principales métodos:

  • Evolución de una desaminasa de ARN de transferencia fusionada con un mutante de CRISPR-Cas9 con alteración catalítica.
  • Extensa evolución dirigida y ingeniería de proteínas para optimizar la función del editor de bases de adenina.
  • Evaluación de la eficacia de la EBA, la pureza del producto y las tasas de indel en las células humanas.

Principales resultados:

  • Las ABE de séptima generación logran aproximadamente un 50% de eficiencia en la conversión de pares de bases A•T a G•C en células humanas.
  • Se observó una alta pureza del producto (≥99,9%) y bajas tasas de indel (≤0,1%) con ABE.
  • Los ABE demostraron una eficiencia y especificidad superiores en comparación con los métodos de nucleasa Cas9, lo que permitió la instalación de mutaciones relevantes para la enfermedad.

Conclusiones:

  • Los editores de bases de adenina (ABE) proporcionan una nueva y poderosa herramienta para la edición precisa de bases A•T a G•C en el ADN genómico.
  • Las ABE facilitan la introducción directa y programable de mutaciones de transición sin escisión de ADN de doble cadena.
  • Esta tecnología avanza el potencial de la terapia génica y el estudio de los trastornos genéticos.