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

2022-01-24 00:44:57 来源:
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尽管多肽校对器被广为可用前提点变异,但是决定多肽校对结果的诱因亦然不相当清楚。

2020年7月初23日,加布里埃尔学术研究院Did R. Liu他的团队在Cell 网络服务登载文中“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的学术研究学术研究成果,该学术研究在灵长类细胞膜当中38,538个基因导入索科利夫卡上相关联了11个嘧啶和甘氨酸多肽校对器(CBE和ABE)的多肽-活性关系,并采用而政府结果训练了BE-Hive,这是一种数据挖掘仿真,可直观研究多肽校对性状结果(R ≈0.9)和工作效率(R≈0.7)。

学术研究职员以≥90%的直观度不对了3388个与疾病相关的SNV,其当中包含675个性状,其“无论如何”多肽被BE-Hive正确研究,因此不会校对。该学术研究注意到了在此之前不会研究的C-to-G或C-to-A校对的决定诱因,并利用这些注意到以≥90%的直观性不对了174个病原性SNV的编码多肽。再一,该学术研究利用BE-Hive的感叹来设计独特的CBE值得注意,以调节校对结果。这些注意到借鉴了多肽校对,实现了在此之前不能处理的前提的校对,并为一新基础校对器提供了改进的校对功能。

另外,2020年7月初8日,加布里埃尔学术研究院Did R. Liu及芝加哥大学医学院Joseph D. Mougous共同通讯在Nature 网络服务登载文中“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的学术研究学术研究成果,该学术研究所述了一种酵母菌有数毒素,将其起名为DddA,它可以合成dsDNA当中胞苷的脱氨。该学术研究设计了无毒且无活性的split-DddA半分子:DddA分割的一部分核能糖体(基因表达激活子样effect子元件蛋白)和尿嘧啶糖基化酶抑制剂的糅合,造成了了无RNA的DddA新创的嘧啶多肽校对器(DdCBE),可合成人mtDNA当中的C?G到T?A转化,不具备高索科利夫卡免疫和产品。该学术研究采用DdCBEs建模人类细胞膜当中与疾病相关的mtDNA变异,从而随之而来呼吸速率和氧化细胞内的改变。仅有CRISPR的DdCBE可以精确借助mtDNA,而不是消除因被基因表达核能酸酶接合而造成了的mtDNA复制,这对线粒体疾病的学术研究和潜在治疗不具备广为的本质。

2020年6月初29日,加布里埃尔学术研究院Did Liu在Nature Biotechnology 网络服务登载文中“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的学术研究学术研究成果,该学术研究证明不具备截短的METTL3甲基转移酶核能糖体或者是METTL3:METTL14甲基转移酶复合物与核能定位dCas13糅合体,可以对细胞膜质RNA来进行免疫m6A掺入,而前者的糅合蛋白脱靶活性之外偏高。跨多个肽链的独立细胞膜二甲基亚砜声称,这种基因表达RNA甲基化(TRM)系统以高免疫依赖性了有效的m6A装设在内源RNA基因表达物当中。再一,该学术研究指出TRM可以诱导m6A依赖性的基因表达本金属量变化和自由胺类剪接。这些注意到将TRM并存为可用基因表达基因表达组成员工程的工具,可以阐述单个m6A粘贴的主导作用并研究其功能主导作用。

2020年6月初22日,加布里埃尔学术研究院Did Liu他的团队在Nature Biotechnology 网络服务登载文中“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的系统性文章,该系统性首先所述已相关联的Cas9和Cas12核能酸酶的天然生物体体,并详细介绍不具备扩大的基因表达全域和免疫的Cas9和Cas12核能酸酶生物体体的联合开发。年中,该系统性讨论多肽校对器的联合开发和应用领域,这些校对器可精确装设点变异而无需遗传物质DNA崩落(DSB)或丝氨酸DNA模板。再一,该系统性概括了新兴的CRISPR–Cas基因校对工具,包含依赖性原野段DNA重排的Cas转座子和重组成员酶,以及主要校对器,它们以改用零碎DNA多肽的方式直接将校对后的多肽复制前提DNA肽链。

基因DNA当中基因表达多肽的校对是学术研究和治疗应用领域的一项不可或缺功能。单多肽值得注意(SNV)约占已知病原性状的一半,因此有针对性的点变异可以有助于遗传基因的学术研究或潜在治疗。在此之前,学术研究职员联合开发了嘧啶多肽校对器(CBE)和甘氨酸多肽校对器(ABE),它们共同实现了所有四个发挥主导作用点变异的基因表达(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并不具备极高的盼望改用率与不盼望的插入和缺陷(indels)比率。

多肽校对的操作性借鉴了不具备有所不同属性的多肽校对器值得注意的联合开发。迄今为止,通过研究少量基因肽链的校对结果来收集这些属性,上会自由选择这些肽链与无论如何的基因校对学术研究相一致。但是,多肽校对器和前提多肽之有数的主导作用力会以复杂的,有时是不直观的方式影响校对结果。结果,获得不具备所需工作效率的所需性状上会无需对每个索科利夫卡来进行多肽校对和单召来RNA(sgRNA)自由选择的经验优化。

某些不适合可用多肽校对的规范守则的难以实现前提可能会被忽略,因为可用前提自由选择的简单守则不会完全猎捕多肽校对的全域。对多肽校对的多肽和脱氨酶决定诱因来进行系统,全面的研究将减弱我们对多肽校对器的解读,有助于它们在精确校对应用领域程序当中的采用,并范本一新多肽校对器的联合开发。

文章模式图(图源自Cell )

在这项学术研究当中,学术研究职员联合开发了包含38,538对sgRNA和靶多肽对的角川书店,并将它们导入到三种灵长类细胞膜类型的基因当中,以全面相关联8种流行CBE和ABE的多肽校对结果和多肽-活性关系。学术研究职员研究了脱氨酶,多肽背景和细胞膜类型在确定多肽校对造成了的性状当中的主导作用,并联合开发了一种数据挖掘仿真,可以在任何前提位置直观研究多肽校对结果,包含许多在此之前不宜研究的不同之处。

利用而政府信息,学术研究职员应用领域了各种多肽校对器(包含新近设计的值得注意),将3388个与疾病相关的SNV的性状和2399个编码多肽直观地校对为野生型(≥90%的真实性),包含通过非规范的多肽校对结果。这些注意到大大扩展到了我们对多肽校对的解读,并阐述了一新和无论如何所述的多肽校对器的新版本。

零碎出处:

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)

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