Cell封面设计 | Did Liu再取新突破:不需要做实验,就能知道基因编辑的结果

2021-11-29 00:35:15 来源:
分享:

尽管序列用户界面被广泛运用于尽可能点基因突变,但是决定序列总编辑结果的心理因素尚不格外正确。

2020年7同月23日,加布里埃尔研究成果所Did R. Liu团队在Cell 的网站刊发并作“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的研究成果论文,该研究成果在灵长类动物细胞会里面38,538个基因整合抗原上密切相关了11个多肽和腺嘌呤序列用户界面(CBE和ABE)的基因小组-活性关系,并使用所得结果训练了BE-Hive,这是一种数据分析框架,可准确预测序列总编辑基因型结果(R ≈0.9)和效率(R≈0.7)。

研究成果工作人员以≥90%的准确度纠正了3388个与疾病相关的SNV,其里面还包括675个染色体,其“旁观者”核酰酸被BE-Hive正确预测,因此未总编辑。该研究成果发现了之前未预测的C-to-G或C-to-A总编辑的决定心理因素,并能用这些发现以≥90%的可靠性纠正了174个致病性SNV的编码基因小组。终于,该研究成果能用BE-Hive的见识来结构设计个人化的CBE变体,以调节总编辑结果。这些发现借鉴了序列总编辑,实现了之前难以检视的尽可能的总编辑,并为重新基础用户界面提供了改进的总编辑新种系统。

另外,2020年7同月8日,加布里埃尔研究成果所Did R. Liu及华盛顿大学该大学Joseph D. Mougous共同无线通讯在Nature 的网站刊发并作“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的研究成果论文,该研究成果所述了一种细菌间毒素,将其命名为DddA,它可以催化剂dsDNA里面胞酰的脱氨。该研究成果结构设计了无毒且无活性的split-DddA半分子:DddA分割的一部分残基(转录激活子样效应子模组亚基)和尿嘧啶糖基化止痛药的融合,造成了无RNA的DddA引申的多肽序列用户界面(DdCBE),可催化剂人mtDNA里面的C?G到T?A转换成,较强高抗原抗原和的产品。该研究成果使用DdCBEs建模人类细胞会里面与疾病相关的mtDNA基因突变,从而导致呼吸速率和氧化磷酸化的改变。不含CRISPR的DdCBE可以可靠操纵mtDNA,而不是消除因被核酸方式里面切割而造成的mtDNA副本,这对线粒体疾病的研究成果和潜在治疗较强广泛的意义。

2020年6同月29日,加布里埃尔研究成果所Did Liu在Nature Biotechnology 的网站刊发并作“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的研究成果论文,该研究成果归功于较强截短的METTL3甲基移转到蛋白质残基或者是METTL3:METTL14甲基移转到蛋白质复合物与核定位dCas13融合体,可以对细胞会质RNA进行抗原m6A掺入,而前者的融合亚基脱靶活性之外偏高。跨多个残基的脱离细胞会测定法证实,这种核酸RNA甲基化(TRM)种系统以高抗原介导了有效的m6A安装在内源RNA转录物里面。终于,该研究成果表明TRM可以诱导m6A介导的转录本重元素发生变化和并不必须要性剪接。这些发现将TRM确立为运用于核酸转录小组工程的工具箱,可以推断出单个m6A结构上的主导作用并比对其新种系统主导作用。

2020年6同月22日,加布里埃尔研究成果所Did Liu团队在Nature Biotechnology 的网站刊发并作“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的研究报告篇名,该研究报告首先所述已密切相关的Cas9和Cas12方式里面的天然相异体,并详述解说较强缩减的核酸范围内和抗原的Cas9和Cas12方式里面相异体的开发结构设计。接下来,该研究报告讨论序列用户界面的开发结构设计和应用,这些用户界面可可靠安装点基因突变而无必须双链DNA断裂(DSB)或NADDNA巨集。终于,该研究报告概述了新兴的CRISPR–Cas基因总编辑工具箱,还包括介导大片段DNA重排的Cas转座子和重小组蛋白质,以及主要用户界面,它们以取代原始DNA基因小组的方式直接将总编辑后的基因小组复制到尽可能DNA残基。

基因DNA里面核酸核酰酸的总编辑是研究成果和治疗应用的一项这两项新种系统。单核酰酸变体(SNV)约分之二已知致病染色体的一半,因此有具体来说的点基因突变可以促进遗传疾病的研究成果或潜在治疗。之前,研究成果工作人员开发结构设计了多肽序列用户界面(CBE)和腺嘌呤序列用户界面(ABE),它们共同实现了所有四个过渡期点基因突变的核酸(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并较强极高的期望取代率与不期望的填入和缺失(indels)比率。

序列总编辑的优点借鉴了较强不同也就是说的序列用户界面变体的开发结构设计。迄今为止,通过比对少量基因残基的总编辑结果来收集这些也就是说,并不一定并不必须要这些残基与当初的基因总编辑研究成果相一致。但是,序列用户界面和尽可能基因小组彼此之间的电磁场会以繁杂的,有时是不直观的方式影响总编辑结果。结果,得到较强所必须效率的所必须基因型并不一定必须要对每个抗原进行序列总编辑和单向导RNA(sgRNA)并不必须要的经验优化。

某些不适合运用于序列总编辑的规范守则的可行尽可能可能会被忽略,因为运用于尽可能并不必须要的简单守则未完全捕获序列总编辑的范围内。对序列总编辑的基因小组和脱氨蛋白质决定心理因素进行种系统,全面的比对将加强我们对序列用户界面的解释,促进它们在可靠总编辑应用程序里面的使用,并监督重新序列用户界面的开发结构设计。

篇名模式图(图源自Cell )

在这项研究成果里面,研究成果工作人员开发结构设计了包含38,538对sgRNA和靶基因小组对的文库,并将它们整合到三种灵长类动物细胞会种类的基因里面,以全面密切相关8种流行CBE和ABE的序列总编辑结果和基因小组-活性关系。研究成果工作人员比对了脱氨蛋白质,基因小组背景和细胞会种类在已确定序列总编辑造成的基因型里面的主导作用,并开发结构设计了一种数据分析框架,可以在任何尽可能位置准确预测序列总编辑结果,还包括许多之前不可预测的相似性。

能用所得信息,研究成果工作人员应用了各种序列用户界面(还包括在此之后结构设计的变体),将3388个与疾病相关的SNV的基因型和2399个编码基因小组准确地解析为野生型(≥90%的精度),还包括通过非规范的序列总编辑结果。这些发现大大延展了我们对序列总编辑的解释,并推断出了重新和当初所述的序列用户界面的新新种系统。

原始出处:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan & Did R. Liu, et.al. Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors. Nature Biotechnology volume 38, pages824–844(2020)

分享:
哈尔滨整形医院 保定整形医院 潍坊整形医院 泉州整形医院 海口整形医院 石家庄整形医院