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

2021-11-15 10:14:20 来源:
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尽管残基插件被广泛用作最大限度点突变,但是决定残基主笔结果的因素由此可知不十分清楚。

2020年7同年23日,基恩深入研究机构Did R. Liu设计团队在Cell 因特网发表新书“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的深入研究文章,该深入研究在哺乳动物线粒体之中38,538个基因分组整合贝克曼上表征了11个鸟嘌呤和丝氨酸残基插件(CBE和ABE)的脱氧核糖核酸-活性关系,并运用作扣除结果培训了BE-Hive,这是一种神经网络框架,可可靠预见残基主笔子代结果(R ≈0.9)和效百余人(R≈0.7)。

深入研究医务人员以≥90%的稳定性有错了3388个与营养不良相关的SNV,其之中有数675个等位基因,其“旁观者”残基被BE-Hive正确预见,因此未主笔。该深入研究断定了现在未预见的C-to-G或C-to-A主笔的关键因素,并利用这些断定以≥90%的可靠性有错了174个传染病性SNV的编码脱氧核糖核酸。再一,该深入研究利用BE-Hive的却是来设计者新颖的CBE专有名词,以调节主笔结果。这些断定启迪了残基主笔,实现了现在很难处理的最大限度的主笔,并为原先系统化插件提供了简化的主笔系统。

另外,2020年7同年8日,基恩深入研究机构Did R. Liu及亚利桑那大学医学院Joseph D. Mougous主导通讯在Nature 因特网发表新书“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的深入研究文章,该深入研究描述了一种细菌两者之间毒素,将其命名为DddA,它可以催化剂dsDNA之中胞苷的脱氨。该深入研究设计者了药剂且无活性的split-DddA半分姪:DddA分割的一部分结构域(酪氨酸激活姪样物理现象姪阵列蛋白)和尿嘧啶线粒体酶抑制剂的糅合,产生了无RNA的DddA衍生的鸟嘌呤残基插件(DdCBE),可催化剂人mtDNA之中的C?G到T?A转化,很强高贝克曼抗原和电子产品。该深入研究运用作DdCBEs数据数据分析人类所线粒体之中与营养不良相关的mtDNA突变,从而导致呼吸速百余人和硫酸磷酸化的改变。不含CRISPR的DdCBE可以正确地随心所欲mtDNA,而不是消除因被抑制剂核酸酶切出而产生的mtDNA拷贝,这对线粒体质营养不良的深入研究和潜在放射治疗很强广泛的意涵。

2020年6同年29日,基恩深入研究机构Did Liu在Nature Biotechnology 因特网发表新书“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的深入研究文章,该深入研究得出结论很强截短的METTL3甲基转移酶结构域或者是METTL3:METTL14甲基转移酶复合物与核相对于dCas13糅合本体,可以对线粒体质RNA顺利完成抗原m6A掺入,而前者的糅合蛋白脱靶活性之外低。衔接多个核糖体的独立线粒体卡文迪什证实,这种抑制剂RNA酪氨酸(TRM)管理系统以高抗原内皮细胞了有效的m6A安装在内源RNA酪氨酸物之中。再一,该深入研究表明TRM可以诱导m6A内皮细胞的酪氨酸本丰度变化和依赖性剪接。这些断定将TRM确立为用作抑制剂酪氨酸分组工程的辅助工具,可以阐明单个m6A词句的作用并数据分析其系统作用。

2020年6同年22日,基恩深入研究机构Did Liu设计团队在Nature Biotechnology 因特网发表新书“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的综述文章,该综述首先描述已表征的Cas9和Cas12核酸酶的天然变异本体,并详细详述很强扩大的抑制剂范围和抗原的Cas9和Cas12核酸酶变异本体的技术开发。接下来,该综述争论残基插件的技术开发和管理系统设计者,这些插件可正确地安装点突变而无需双链DNA断裂(DSB)或NADPHDNA模板。再一,该综述总结了新兴的CRISPR–Cas基因分组主笔辅助工具,有数内皮细胞大片段DNA重排的Cas转座姪和重分组酶,以及主要插件,它们以引入原始DNA脱氧核糖核酸的方式则这样一来将主笔后的脱氧核糖核酸复制到最大限度DNA核糖体。

基因分组DNA之中抑制剂残基的主笔是深入研究和放射治疗管理系统设计者的一项关键系统。单残基专有名词(SNV)约%据信传染病等位基因的一半,因此有技术性的点突变可以促使遗传病的深入研究或潜在放射治疗。现在,深入研究医务人员技术开发了鸟嘌呤残基插件(CBE)和丝氨酸残基插件(ABE),它们主导实现了所有四个发挥作用点突变的抑制剂(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并很强较高的期盼引入百余人与不期盼的嵌入和缺失(indels)比百余人。

残基主笔的实用性启迪了很强不同物件的残基插件专有名词的技术开发。迄今为止,通过数据分析少量基因分组核糖体的主笔结果来收集这些物件,通常自由选择这些核糖体与之前的基因分组主笔深入研究相一致。但是,残基插件和最大限度脱氧核糖核酸之两者之间的粒子会以十分复杂的,有时是不直观的方式则影响主笔结果。结果,授予很强所需效百余人的所需子代通常需要对每个贝克曼顺利完成残基主笔和单领头RNA(sgRNA)自由选择的经验优化。

某些不适合用作残基主笔的规范规范的必要最大限度可能会被忽略,因为用作最大限度自由选择的简单规范未完全捕获残基主笔的范围。对残基主笔的脱氧核糖核酸和脱氨酶关键因素顺利完成管理系统,上半年的数据分析将增强我们对残基插件的阐释,促使它们在正确地主笔管理系统设计者程序之中的运用作,并监督原先残基插件的技术开发。

文章模式图(图源自Cell )

在这项深入研究之中,深入研究医务人员技术开发了举例来说38,538对sgRNA和靶脱氧核糖核酸对的文库,并将它们整合到三种哺乳动物线粒体类别的基因分组之中,以上半年表征8种流行CBE和ABE的残基主笔结果和脱氧核糖核酸-活性关系。深入研究医务人员数据分析了脱氨酶,脱氧核糖核酸背景和线粒体类别在确认残基主笔产生的子代之中的作用,并技术开发了一种神经网络框架,可以在任何最大限度位置可靠预见残基主笔结果,有数许多现在必预见的特征。

利用扣除信息,深入研究医务人员管理系统设计者了各种残基插件(有数新近设计者的专有名词),将3388个与营养不良相关的SNV的子代和2399个编码脱氧核糖核酸可靠地可视为野生型(≥90%的精度),有数通过非规范的残基主笔结果。这些断定大大扩展了我们对残基主笔的阐释,并阐明了原先和之前描述的残基插件的新系统。

原始注解:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan Brown 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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