Cell封面 | Did Liu再取另行突破:不需要做实验,就能知道基因编辑的结果

2022-01-10 01:04:39 来源:
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尽管残基总插件被相当多应用于于要能点凋亡,但是不得不残基总编辑结果的因素由此可知不十分正确。

2020年7月末23日,迈耶科学研究中心Did R. Liu工作团队在Cell 离线刊发新书“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的科学研究篇文章,该科学研究在灵长目细胞内里面38,538个DNA整合抗病毒上表征了11个碱基和甘氨酸残基总插件(CBE和ABE)的碱基-活性联系,并使用求得结果训练了BE-Hive,这是一种数据管控模型,可恰当预期残基总编辑遗传基因结果(R ≈0.9)和效率(R≈0.7)。

科学研究人员以≥90%的恰当度缺失了3388个与结核子病相关的SNV,其里面以外675个变异,其“无论如何”核子苷酸被BE-Hive正确预期,因此难以总编辑。该科学研究辨认出了之前难以预期的C-to-G或C-to-A总编辑的不得不因素,并透过这些辨认出以≥90%的恰当性缺失了174个病原性SNV的编码碱基。最后,该科学研究透过BE-Hive的见识来内部设计新颖的CBE专有名词,以恒定总编辑结果。这些辨认出启发了残基总编辑,借助了之前难以管控的要能的总编辑,并为在此之后基础总插件给予了简化的总编辑功能。

另外,2020年7月末8日,迈耶科学研究中心Did R. Liu及华盛顿大学医学院Joseph D. Mougous一同无线电在Nature 离线刊发新书“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的科学研究篇文章,该科学研究描述了一种细菌间毒素,将其命名为DddA,它可以催化剂dsDNA里面胞苷的脱氨。该科学研究内部设计了无毒且无活性的split-DddA半分子可:DddA重新组合的一部分RNA(基因表达激活子样效应子阵列蛋白)和尿嘧啶线粒体酶抑制剂的融合,抑制了无RNA的DddA衍生的碱基残基总插件(DdCBE),可催化剂人mtDNA里面的C?G到T?A转化,有着高抗病毒基因表达和产品。该科学研究使用DdCBEs可视化人类细胞内里面与结核子病相关的mtDNA凋亡,从而随之而来呼吸速率和分解磷酸化的相反。不含CRISPR的DdCBE可以粗略驾驭mtDNA,而不是抑制因被抑制剂和数切割而抑制的mtDNA几张,这对线粒形体结核子病的科学研究和潜在外科手术有着相当多的意义。

2020年6月末29日,迈耶科学研究中心Did Liu在Nature Biotechnology 离线刊发新书“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的科学研究篇文章,该科学研究不可否认有着截短的METTL3N-转移酶RNA或者是METTL3:METTL14N-转移酶复合物与核子定位dCas13融合形体,可以对细胞内质RNA来进行基因表达m6A含有,而前者的融合蛋白脱靶活性特别低。地区性多个核子糖形体的统一细胞内测定证实,这种抑制剂RNAN-化(TRM)系统以高基因表达内源性了有效性的m6A装上在内源RNA基因表达物里面。最后,该科学研究表明TRM可以游离m6A内源性的基因表达本丰度变化和必需性制片。这些辨认出将TRM奠定为应用于于抑制剂基因表达第三组施工的机器,可以探究单个m6A修饰的发挥作用并研究其功能发挥作用。

2020年6月末22日,迈耶科学研究中心Did Liu工作团队在Nature Biotechnology 离线刊发新书“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的科学篇文章社论,该科学篇文章首先描述已表征的Cas9和Cas12和数的天然生物形体形体,并详细介绍有着扩充的抑制剂范围和基因表达的Cas9和Cas12和数生物形体形体的研发。接下来,该科学篇文章谈论残基总插件的研发和应用于,这些总插件可粗略装上点凋亡而无需双螺旋DNA断裂(DSB)或供形体DNAC#。最后,该科学篇文章总结了新兴的CRISPR–CasDNA总编辑机器,以外内源性大片段DNA重排的Cas原核子生物和重第三组酶,以及主要总插件,它们以取代原始DNA碱基的方式直接将总编辑后的碱基复制要能DNA核子糖形体。

DNADNA里面抑制剂核子苷酸的总编辑是科学研究和外科手术应用于的一项关键功能。单核子苷酸专有名词(SNV)共约占已知致病变异的一半,因此有针对性的点凋亡可以加强遗传病的科学研究或潜在外科手术。之前,科学研究人员研发了碱基残基总插件(CBE)和甘氨酸残基总插件(ABE),它们一同借助了所有四个过渡点凋亡的抑制剂(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并有着更高的努力取代率与不努力的插入和缺失(indels)比率。

残基总编辑的实用性启发了有着不同本形体的残基总插件专有名词的研发。迄今为止,通过研究少量DNA核子糖形体的总编辑结果来获取这些本形体,举例来说必需这些核子糖形体与先前的DNA总编辑科学研究相吻合。但是,残基总插件和要能碱基彼此间的交互发挥作用会以复杂的,有时是不直观的方式影响总编辑结果。结果,获得有着所需效率的所需遗传基因举例来说需要对每个抗病毒来进行残基总编辑和单向导RNA(sgRNA)必需的实战经验简化。

某些不适合应用于于残基总编辑的规范法则的可行要能可能会被忽略,因为应用于于要能必需的简单法则难以基本上捕获残基总编辑的范围。对残基总编辑的碱基和脱氨酶不得不因素来进行系统,全面的研究将增强我们对残基总插件的阐释,加强它们在粗略总编辑应用于程序里面的使用,并指导在此之后残基总插件的研发。

社论模式图(图意指Cell )

在这项科学研究里面,科学研究人员研发了包含38,538对sgRNA和靶碱基对的小学馆,并将它们整合到三种灵长目细胞内类型的DNA里面,以全面表征8种普及CBE和ABE的残基总编辑结果和碱基-活性联系。科学研究人员研究了脱氨酶,碱基氛围和细胞内类型在确定残基总编辑抑制的遗传基因里面的发挥作用,并研发了一种数据管控模型,可以在任何要能位置恰当预期残基总编辑结果,以外许多之前不能不预期的特性。

透过求得文档,科学研究人员应用于了各种残基总插件(以外新近内部设计的专有名词),将3388个与结核子病相关的SNV的遗传基因和2399个编码碱基恰当地修正为野生型(≥90%的精度),以外通过非规范的残基总编辑结果。这些辨认出急剧扩展了我们对残基总编辑的阐释,并探究了在此之后和先前描述的残基总插件的新功能。

原始出处:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan Andrew 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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