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

2021-11-22 01:57:04 来源:
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尽管残基出版人器被广泛应用于于远距离点基因,但是决定残基出版人结果的因素尚不极度正确。

2020年7年底23日,迈耶研究者所Did R. Liu团队在Cell 的网站撰写并作“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的研究者篇短文,该研究者在脊椎动物巨噬细胞之中38,538个真核生物定位特异性上表征了11个乙基化和残基残基出版人器(CBE和ABE)的多肽-活性亲密关系,并用作得来结果锻炼了BE-Hive,这是一种机器学习模型,可准确预期残基出版人基因型结果(R ≈0.9)和效赴援(R≈0.7)。

研究者部门以≥90%的准确度纠正了3388个与病症相关的SNV,其之中最主要675个基因,其“旁观者”残基被BE-Hive错误预期,因此无法出版人。该研究者推断出了之前无法预期的C-to-G或C-to-A出版人的决定因素,并利用这些推断出以≥90%的准确度纠正了174个病毒性性SNV的编码多肽。终于,该研究者利用BE-Hive的见识来的设计新颖的CBE举例来说,以调节出版人结果。这些推断出范本了残基出版人,实现了之前很难处理事件的远距离的出版人,并为原先基础出版人器提供者了改进的出版人机制。

另外,2020年7年底8日,迈耶研究者所Did R. Liu及华盛顿大学医学院Joseph D. Mougous主导无线通讯在Nature 的网站撰写并作“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的研究者篇短文,该研究者揭示了一种细菌间毒素,将其命名为DddA,它可以催化dsDNA之中胞苷的脱氨。该研究者的设计了化学物质且无活性的split-DddA半分三子:DddA分割的一部分组复合物(基因表达激活三子样效应三子阵列复合物)和脯氨酸糖基化复合物质抑制剂的交融,造成了无RNA的DddA引申的乙基化残基出版人器(DdCBE),可催化人mtDNA之中的C?G到T?A转换成,兼具高特异性专一性和产品。该研究者用作DdCBEs数学模型人类所巨噬细胞之中与病症相关的mtDNA基因,从而导致呼吸速赴援和硫酸激酶的改变。不含CRISPR的DdCBE可以准确操纵mtDNA,而不是消除因被基因表达核酸复合物质大块而造成的mtDNA拷贝,这对叶绿锥体病症的研究者和潜在治疗兼具广泛的内涵。

2020年6年底29日,迈耶研究者所Did Liu在Nature Biotechnology 的网站撰写并作“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的研究者篇短文,该研究者说明了兼具截短的METTL3乙基转移复合物质组复合物或者是METTL3:METTL14乙基转移复合物质复合物与核定位dCas13交融锥体,可以对巨噬细胞质RNA进行专一性m6A掺杂,而前者的交融复合物脱靶活性特别低。串连多个亚基的独立巨噬细胞测定法证实,这种基因表达RNA乙基化(TRM)三子系统以高专一性诱导了理论上的m6A装配在内源RNA基因表达物之中。终于,该研究者说明TRM可以诱导m6A诱导的基因表达本丰度变化和为了让性剪接。这些推断出将TRM制订为应用于于基因表达基因表达组工程的机器,可以揭示单个m6A修饰的关键作用并数据分析其机制关键作用。

2020年6年底22日,迈耶研究者所Did Liu团队在Nature Biotechnology 的网站撰写并作“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的研究报告短文,该研究报告首先揭示已表征的Cas9和Cas12核酸复合物质的天然变异锥体,并详实介绍兼具扩大的基因表达仅限于和专一性的Cas9和Cas12核酸复合物质变异锥体的合作开发。接下来,该研究报告咨询残基出版人器的合作开发和应用于,这些出版人器可准确装配点基因而无须要双链DNA断裂(DSB)或供锥体DNACOM。终于,该研究报告总结了新兴的CRISPR–Cas真核生物出版人机器,最主要诱导大片段DNA重排的Cas核酸和改组复合物质,以及主要出版人器,它们以取代原始DNA多肽的作法直接将出版人后的多肽加载远距离DNA亚基。

真核生物DNA之中基因表达残基的出版人是研究者和治疗应用于的一项关键机制。单残基举例来说(SNV)将近占有已知致病基因的一半,因此有针对性的点基因可以促进遗传病的研究者或潜在治疗。之前,研究者部门合作开发了乙基化残基出版人器(CBE)和残基残基出版人器(ABE),它们主导实现了所有四个过渡点基因的基因表达(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并兼具较高的为了让取代赴援与不为了让的插入和缺失(indels)比例。

残基出版人的实用性范本了兼具并不相同属性的残基出版人器举例来说的合作开发。迄今为止,通过数据分析少量真核生物亚基的出版人结果来搜集这些属性,上会为了让这些亚基与早先的真核生物出版人研究者密切相关。但是,残基出版人器和远距离多肽之间的相互关键作用会以复杂的,有时是不准确的作法影响出版人结果。结果,获得兼具所须要效赴援的所须要基因型上会须要要对每个特异性进行残基出版人和单随从RNA(sgRNA)为了让的方面冗余。

某些不适合应用于于残基出版人的规范准则的可行远距离可能会被忽视,因为应用于于远距离为了让的简单准则无法实际上捕获残基出版人的仅限于。对残基出版人的多肽和脱氨复合物质决定因素进行三子系统,全面的数据分析将增强我们对残基出版人器的明白,促进它们在准确出版人插件之中的用作,并指导原先残基出版人器的合作开发。

短文模式左图(左图源自Cell )

在这项研究者之中,研究者部门合作开发了都有38,538对sgRNA和靶多肽对的文库,并将它们定位到三种脊椎动物巨噬细胞种类的真核生物之中,以全面表征8种流行CBE和ABE的残基出版人结果和多肽-活性亲密关系。研究者部门数据分析了脱氨复合物质,多肽取材和巨噬细胞种类在相符残基出版人造成的基因型之中的关键作用,并合作开发了一种机器学习模型,可以在任何远距离左边准确预期残基出版人结果,最主要许多之前不可预期的特征。

利用得来信息,研究者部门应用于了各种残基出版人器(最主要近来的设计的举例来说),将3388个与病症相关的SNV的基因型和2399个编码多肽准确地可视为野生型(≥90%的高精度),最主要通过非规范的残基出版人结果。这些推断出大大扩展到了我们对残基出版人的明白,并揭示了原先和早先揭示的残基出版人器的合作开发部门。

原始来历:

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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