$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Стандартизация биологических частей ДНК важна для развития синтетической биологии 1 . Разработка процедуры сборки ДНК может заменить специальные экспериментальные проекты и устранить многие неожиданные результаты, возникающие при сборке генетических компонентов в более крупные системы. Стандарт BioBrick (BBF RFC 10) был одним из самых ранних предложенных стандартов сборки ДНК. Он использует префиксную последовательность (содержащую сайты резания EcoRI и XbaI) и последовательность суффикса (содержащую сайты репликации SpeI и PstI) 2 , 3 . Поскольку XbaI и SpeI имеют комплементарные когезионные концы, части ДНК BioBrick, которые разрезаны XbaI и SpeI, могут быть объединены вместе, создавая новый BioBrick для дальнейшей итеративной сборки.
Некоторые дефекты были идентифицированы с использованием стандарта BioBrick 4 . Например, он производит шрам на 8 п.о.Между частями ДНК, что не позволяет создавать белки-слитые. Кроме того, четыре вышеупомянутых типа рестрикционных сайтов с 6 п.о. должны быть удалены из частей ДНК, что очень неудобно. Стандарт BglBrick был создан для решения первой проблемы 5 . Он создает шрам «GGATCT» 6 б.п., продуцирующий Gly-Ser и позволяющий слияние нескольких белков или доменов белка. IBrick был разработан для решения второй проблемы 6 . Он использует самонастраивающиеся эндонуклеазы (HE), которые распознают длинные последовательности ДНК. Поскольку сайты узнавания HE редко существуют в естественных последовательностях ДНК, стандарт iBrick можно использовать для прямой конструирования частей iBrick без изменения их последовательностей ДНК. Тем не менее, стандарт iBrick оставляет шрам 21 п.о. между частями ДНК, что может быть причиной его непопулярности.
В последние годы кластеры регулярно пересекали короткие палиндромные повторы (CRISPR) система быстро развивалась 7,8 . Среди CRISPR-ассоциированных (Cas) белков в настоящее время широко используется эндонуклеаза Cas9 от Streptococcus pyogenes . В основном он вводит двухцепочечные разрывы ДНК (DSB) с тупыми концами 9 .
В 2015 году Чжан и его коллеги впервые описали Cpf1 (CRISPR из Prevotella и Francisella 1). Он относится к системе типа К CRISPR-Cas класса 2 и представляет собой CRISRP-РНК (crRNA) -направленную эндонуклеазу 10 . В отличие от Cas9, Cpf1 вводит DSB с 4 или 5-дюймовым 5-дюймовым выступом 10 . Основываясь на этой характеристике, Cpf1 использовался для разработки стандарта сборки ДНК C-Brick 4 . На стандартном векторе C-Brick четыре целевых сайта Cpf1 с префиксом T1 / T2 и суффикс T3 / T4 фланкируют биологические части; Это похоже на стандарт BioBrick. Поскольку расщепление сайтов T2 и T3 pСтимулирует комплементарные липкие концы, можно выполнить итерационную сборку частей ДНК, образуя шрам «GGATCC» между частями. Примечательно, что стандарт C-Brick имеет два основных преимущества: распознавание длинных последовательностей мишеней и отсутствие коротких шрамов. Шрам 6 гп «GGATCC», вырабатываемый C-Brick, кодирует Gly-Ser, что позволяет создавать гибридные белки. Кроме того, стандарт C-Brick также частично совместим со стандартами BglBrick и BioBrick.