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

2021-11-22 10:38:16 来源:
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尽管双链撰稿人器被广泛用于要能点凋亡,但是决定双链撰稿人结果的因素尚不极其吻合。

2020年7同月23日,佩里深入研究所Did R. Liu制作组在Cell 在线刊载篇发表文章“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的深入研究学术论文,该深入研究在哺乳动物巨噬细胞之中38,538个基因第三组结合靶标上连续性了11个甲基化和腺嘌呤双链撰稿人器(CBE和ABE)的脱氧核糖核酸-活性人关系,并适用给与结果训练了BE-Hive,这是一种数据处理模型,可可靠假设双链撰稿人性状结果(R ≈0.9)和效率(R≈0.7)。

深入研究医护人员以≥90%的可靠性纠正了3388个与营养不良相关的SNV,其之中包含675个凋亡,其“旁观者”核分裂衍生物酸被BE-Hive正确假设,因此只能撰稿人。该深入研究挖掘出了基本上只能假设的C-to-G或C-to-A撰稿人的一般说来,并利用这些挖掘出以≥90%的可靠性纠正了174个致病性SNV的编码脱氧核糖核酸。早先,该深入研究利用BE-Hive的见识来结构设计引人注目的CBE变纤,以平衡撰稿人结果。这些挖掘出灵感了双链撰稿人,实现了基本上难于处理的要能的撰稿人,并为一新系统对化撰稿人器发放了改进的撰稿人系统。

另外,2020年7同月8日,佩里深入研究所Did R. Liu及华盛顿大学医学院Joseph D. Mougous共同电信在Nature 在线刊载篇发表文章“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的深入研究学术论文,该深入研究描绘出了一种芽孢间神经毒素,将其命名为DddA,它可以催化dsDNA之中胞衍生物的脱氨。该深入研究结构设计了无毒且无活性的split-DddA半分叔父:DddA划分的一部分复合物(核分裂糖纤激活叔父样现像叔父元件蛋白)和胞嘧啶过氧化物酶抑制剂的融汇,显现出了无RNA的DddA衍生的甲基化双链撰稿人器(DdCBE),可催化人mtDNA之中的C?G到T?A转化,不具极低靶标酪氨酸和商品。该深入研究适用DdCBEs建模人类巨噬细胞之中与营养不良相关的mtDNA凋亡,从而引发呼吸速率和氧化磷酸化的改变。分别为CRISPR的DdCBE可以正确地操纵mtDNA,而不是去除因被凋亡核分裂酸酶接合而显现出的mtDNA拷贝,这对线粒纤营养不良的深入研究和潜在治疗不具广泛的意味。

2020年6同月29日,佩里深入研究所Did Liu在Nature Biotechnology 在线刊载篇发表文章“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的深入研究学术论文,该深入研究证明了不具截短的METTL3甲基转移酶复合物或者是METTL3:METTL14甲基转移酶复合物与核分裂定位dCas13融汇纤,可以对巨噬线粒体RNA完成酪氨酸m6A掺入,而前者的融汇蛋白脱靶活性比如说极低。跨多个基因座的脱离巨噬细胞测定法证实,这种凋亡RNA甲基化(TRM)系统对以极低酪氨酸介导了合理的m6A配备在内源RNA核分裂糖纤物之中。早先,该深入研究证明TRM可以诱发m6A介导的核分裂糖纤本丰度发生变化和考虑性剪接。这些挖掘出将TRM确立为用于凋亡核分裂糖纤第三组改建工程的工具,可以阐述单个m6A修饰的起着并系统对性其系统起着。

2020年6同月22日,佩里深入研究所Did Liu制作组在Nature Biotechnology 在线刊载篇发表文章“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的研究报告发表文章,该研究报告首先描绘出已连续性的Cas9和Cas12核分裂酸酶的天然凋亡纤,并简略简述不具不断扩大的凋亡范围和酪氨酸的Cas9和Cas12核分裂酸酶凋亡纤的联合开发。几周,该研究报告讨论双链撰稿人器的联合开发和应用,这些撰稿人器可正确地配备点凋亡而无必需双链DNA断裂(DSB)或供纤DNACOM。早先,该研究报告总结了新兴的CRISPR–Cas基因第三组撰稿人工具,包含介导大片段DNA重排的Cas转座叔父和重第三组酶,以及主要撰稿人器,它们以取而代之重构DNA脱氧核糖核酸的方式必要将撰稿人后的脱氧核糖核酸载入要能DNA基因座。

基因第三组DNA之中凋亡核分裂衍生物酸的撰稿人是深入研究和治疗应用的一项关键系统。单核分裂衍生物酸变纤(SNV)约占已知致病凋亡的一半,因此有针对性的点凋亡可以有助于基因凋亡的深入研究或潜在治疗。基本上,深入研究医护人员联合开发了甲基化双链撰稿人器(CBE)和腺嘌呤双链撰稿人器(ABE),它们共同实现了所有四个过渡点凋亡的凋亡(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并不具较极低的期盼取而代之率与不期盼的插入和缺陷(indels)%-。

双链撰稿人的实用价值灵感了不具不同属性的双链撰稿人器变纤的联合开发。在此之前,通过系统对性少量基因第三组基因座的撰稿人结果来抽取这些属性,一般来说考虑这些基因座与早先的基因第三组撰稿人深入研究相一致。但是,双链撰稿人器和要能脱氧核糖核酸之间的相互起着会以多样的,有时是不直观的方式负面影响撰稿人结果。结果,获得不具所必需效率的所必需性状一般来说必需对每个靶标完成双链撰稿人和单向导RNA(sgRNA)考虑的长处优化。

某些不适合用于双链撰稿人的标准规章的可行要能可能会被忽略,因为用于要能考虑的最简单规章只能完全捕捉双链撰稿人的范围。对双链撰稿人的脱氧核糖核酸和脱氨酶一般说来完成系统对,下半年的系统对性将提高我们对双链撰稿人器的了解,有助于它们在正确地撰稿人应用程序之中的适用,并指导一新双链撰稿人器的联合开发。

发表文章模式图(图源自Cell )

在这项深入研究之中,深入研究医护人员联合开发了包含38,538对sgRNA和靶脱氧核糖核酸对的文库,并将它们结合到三种哺乳动物巨噬细胞子类的基因第三组之中,以下半年连续性8种流行CBE和ABE的双链撰稿人结果和脱氧核糖核酸-活性人关系。深入研究医护人员系统对性了脱氨酶,脱氧核糖核酸时代背景和巨噬细胞子类在确定双链撰稿人显现出的性状之中的起着,并联合开发了一种数据处理模型,可以在任何要能位置可靠假设双链撰稿人结果,包含许多基本上不可假设的特性。

利用给与数据,深入研究医护人员应用了各种双链撰稿人器(包含新近结构设计的变纤),将3388个与营养不良相关的SNV的性状和2399个编码脱氧核糖核酸可靠地可视为野生型(≥90%的可靠性),包含通过非标准的双链撰稿人结果。这些挖掘出大大扩展了我们对双链撰稿人的了解,并阐述了一新和早先描绘出的双链撰稿人器的新系统。

重构出处:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan Bell 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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