Cell封面 | Did Liu再取新突破:不需要做实验,就能真的基因编辑的结果

2022-01-03 00:38:35 来源:
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尽管双链校对器被国际上主要用途最终目标点性状,但是不得不双链校对结果的因素尚为不十分相符。

2020年7年初23日,基恩科学研究所Did R. Liu的团队在Cell 因特网出版题为“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的科学研究专著,该科学研究在类动物肝细胞中都38,538个序列统合索科利夫卡上表征了11个胞嘧啶和腺嘌呤双链校对器(CBE和ABE)的序列-活性在在的关系,并用作得来结果训练了BE-Hive,这是一种数据处理模型,可正确预报双链校对遗传结果(R ≈0.9)和效能(R≈0.7)。

科学研究工作人员以≥90%的正确度显然了3388个与疾病相关的SNV,其中都有数675个基因,其“旁观者”核酸被BE-Hive正确预报,因此不能校对。该科学研究推测了之前不能预报的C-to-G或C-to-A校对的不得不因素,并运用这些推测以≥90%的正确性显然了174个病原性SNV的编码序列。最后,该科学研究运用BE-Hive的真是来设计者引人注目的CBE变质,以调节校对结果。这些推测深刻影响了双链校对,意味着了之前不足以处理的最终目标的校对,并为在此之后根基校对器提供者了改进的校对动态。

另外,2020年7年初8日,基恩科学研究所Did R. Liu及宾夕法尼亚大学附属医院Joseph D. Mougous一同通讯在Nature 因特网出版题为“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的科学研究专著,该科学研究刻画了一种微生物在在毒素,将其重新命名为DddA,它可以乙烯dsDNA中都胞苷的脱氨。该科学研究设计者了制剂且无活性的split-DddA半分长子:DddA分割的一部分RNA(专一性激活长子的集效应长子自适应肝细胞内)和尿嘧啶糖基化抑制剂的融入,产生了无RNA的DddA引申的胞嘧啶双链校对器(DdCBE),可乙烯人mtDNA中都的C?G到T?A转化,有着高索科利夫卡专一性和产品。该科学研究用作DdCBEs建模有机体肝细胞中都与疾病相关的mtDNA性状,从而导致呼吸速率和氟化酪氨酸的改变。不含CRISPR的DdCBE可以精准操纵mtDNA,而不是消除因被基因表达核酸酶切削而产生的mtDNA光盘,这对线粒质疾病的科学研究和潜在病患有着国际上的本质。

2020年6年初29日,基恩科学研究所Did Liu在Nature Biotechnology 因特网出版题为“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的科学研究专著,该科学研究证明了有着截短的METTL3羟基转移酶RNA或者是METTL3:METTL14羟基转移酶复合物与核适配dCas13融入质,可以对线粒体RNA展开专一性m6A掺入,而前者的融入肝细胞内脱靶活性都有低。跨多个残基的法理肝细胞测定法证实,这种基因表达RNA羟基化(TRM)系统以高专一性内源性了有效的m6A装有在内源RNA专一性物中都。最后,该科学研究说明了TRM可以游离m6A内源性的专一性本同位素变化和同的集性解码。这些推测将TRM确立为主要用途基因表达专一性组工程的工具,可以揭示单个m6A修饰的作用并分析其动态作用。

2020年6年初22日,基恩科学研究所Did Liu的团队在Nature Biotechnology 因特网出版题为“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的概述文章,该概述首先刻画已表征的Cas9和Cas12核酸酶的天然性状质,并详细介绍有着扩大的基因表达适用范围和专一性的Cas9和Cas12核酸酶性状质的研发。接下来,该概述讨论双链校对器的研发和技术的发展,这些校对器可精准装有点性状而无需要肽键DNA碎裂(DSB)或供质DNA模板。最后,该概述总结了新兴的CRISPR–Cas序列校对工具,有数内源性原野段DNA重排的Cas转录和改组酶,以及主要校对器,它们以改用原始DNA序列的模式同的集将校对后的序列插入最终目标DNA残基。

序列DNA中都基因表达核酸的校对是科学研究和病患技术的发展的一项关键动态。单核酸变质(SNV)约占总目前为止致病基因的一半,因此有针对性的点性状可以促进遗传病的科学研究或潜在病患。之前,科学研究工作人员研发了胞嘧啶双链校对器(CBE)和腺嘌呤双链校对器(ABE),它们一同意味着了所有四个过渡点性状的基因表达(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并有着高的期盼改用率与不期盼的插入和缺陷(indels)%-。

双链校对的实用性深刻影响了有着不同属性的双链校对器变质的研发。此前,通过分析少量序列残基的校对结果来收集这些属性,有时候同的集这些残基与在此之后的序列校对科学研究相一致。但是,双链校对器和最终目标序列之在在的电磁场会以复杂的,有时是不直观的模式严重影响校对结果。结果,获得有着所需要效能的所需要遗传有时候需要要对每个索科利夫卡展开双链校对和单召来RNA(sgRNA)同的集的科学知识最优化。

某些不适当主要用途双链校对的规约规约的可行最终目标可能会被忽略,因为主要用途最终目标同的集的简单规约不能完全捕获双链校对的适用范围。对双链校对的序列和脱氨酶不得不因素展开系统,年初的分析将增强我们对双链校对器的认知,促进它们在精准校对技术的发展程序中都的用作,并指导在此之后双链校对器的研发。

文章模式图(图出自于Cell )

在这项科学研究中都,科学研究工作人员研发了包含38,538对sgRNA和靶序列对的日文版,并将它们统合到三种类动物肝细胞类型的序列中都,以年初表征8种风靡CBE和ABE的双链校对结果和序列-活性在在的关系。科学研究工作人员分析了脱氨酶,序列剧中都和肝细胞类型在确切双链校对产生的遗传中都的作用,并研发了一种数据处理模型,可以在任何最终目标位置正确预报双链校对结果,有数许多之前不可预报的构造。

运用得来讯息,科学研究工作人员技术的发展了各种双链校对器(有数新近设计者的变质),将3388个与疾病相关的SNV的遗传和2399个编码序列正确地校正为野生型(≥90%的精度),有数通过非规约的双链校对结果。这些推测大大扩展了我们对双链校对的认知,并揭示了在此之后和在此之后刻画的双链校对器的新动态。

原始出处:

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

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