挥一挥衣袖不留一片云彩:piggyBac 转座子 TTAA 四碱基无痕切除术
1996 年 5月1日 · 粉纹夜蛾 piggyBac 转座酶质粒(pCMV-hypaPBase)、含 TTAA 核心靶标的转座供体质粒与荧光显微镜
你知道吗?
最上乘的基因盗贼,不仅能将万两黄金运进深宫,离开时连金库地毯上的灰尘都原样抚平。
转座子和重组酶虽然能帮科学家将外源基因送入细胞,但它们的屁股后面总留着令人抓狂的“尾巴”:例如Cre-loxP切除后会永远留下一截34 bp的异源loxP疤痕,睡美人转座子切离后也会在断裂点留下一小段脚印突变(Footprint)。
在人类诱导多能干细胞(iPSC)临床转化中,这些遗留的疤痕可能破坏抑癌基因或诱发基因组不稳定性。1989年马尔科姆·弗雷泽在研究感染粉纹夜蛾的杆状病毒时,抓获了一只具有神级洁癖的转座子——piggyBac(PB)。piggyBac拥有两件独步天下的武器:第一,它的载荷容量极其庞大,能够轻松背负超过100 kb的巨型多基因簇在基因组内跳跃;第二,也是其最令人叹为观止的特性:它在整合时极其挑剔地插入宿主基因组的“5'-TTAA-3'”四核苷酸位点;而当需要卸载外源基因时,只需再次短暂表达piggyBac转座酶,该酶能在毫秒级精度内将整个转座单元完整摘除,同时将染色体上的TTAA靶位点百分之百精确拼接复原,不缺失一个碱基,也不多留一个碱基!
这种近乎神迹的“无痕切除(Scarless Excision)”彻底消除了外源重编程因子的致癌隐患。