Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人细胞里的靶向效率提高2至5倍

2021-10-19 03:25:43 来源:
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2021年8同年11日讯/生物学谷BIOON/源泉在一项新的深入研究中所,美国纽约市大学和纽约市DNA中所心的Neville Sanjana博士及其制作组为特异性RNA而不是DNA的CRISPR系统设计新科技开发出经过药理学结构上的向导RNA(gRNA),这是拓展基因组结构上及其理解新科技水平的不断更为新尽力。这些经过药理学结构上的gRNA极大地增强了在有机体蛋白中所特异性源泉、编辑和/或敲降(knockdown)源泉RNA的并能。涉及深入研究结果于2021年8同年2日网络公开发表在Cell Chemical Biology期刊上,文章标题为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项新的深入研究中所,这些笔记追寻了一系列有所不同的经过结构上的gRNA,并详细说明了相比于未经过药理学结构上的gRNA,经过药理学结构上的gRNA如何将CRISPR-Cas13系统设计的特异性效能大幅提高2至5倍。他们还挖掘出,构建的药理学结构上将CRISPR-Cas13的特异性活性从48同一时间延展到4天。他们与来自Synthego子公司和新英格兰生物学深入研究室(New England BioLabs)的研究小组们携手,形成了一个较强激酶药理学合成和RNA药理学经验的大众化深入研究制作组。为了应用领域这些构建的药理学结构上,他们特异性来自肥胖症供者的有机体T蛋白中所的蛋白凹凸不平受体和RNA病毒病毒感染SARS-CoV-2的所有已知变体都较强的基因组碱基的“标准化”图片。

大幅提高CRISPR-Cas13特异性的效能和“平均寿命”对研究小组们和抑制剂新科技开发人员较强更为重要经济效益,可以无需更为好地敲降基因组,并有更为多短时间深入研究受到敲降的基因组如何不良影响涉及通路中所的其他基因组。

文章协同第一笔记、Sanjana深入研究室普林斯顿大学深入研究所Alejandro Méndez-Mancilla说,“CRISPR系统设计中所的gRNA递送或许较强技术性,这是因为gRNA会快速过氧化物,基因组遭受敲降的短时间受限于。我们受到了针对其他特异性DNA的CRISPR系统设计进行的gRNA结构上的新奇,想要次测试经过药理学结构上的gRNA是不是需要提高有机体蛋白中所特异性RNA的CRISPR-Cas13的敲降短时间。”

Sanjana深入研究室之前的深入研究概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA设计原则上,并于2020年3同年公开发表在Nature Biotechnology期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此细化,这些笔记在这项新的深入研究中所系统设计地应用领域和次测试了多种药理学结构上。例如,他们挖掘出,在有机体蛋白系中所,在gRNA中所掺入三个用有所不同特性的药理学键相互连接的氨基酸(硫代磷酸结构上)对RNA靶标的敲降并能延展了数天。在原代T蛋白中所,这种硫代磷酸结构上将CD46(一种参与致病系统设计闭环的受体)的理解敲降了60%~65%,而在用作未经过结构上的gRNA时仅将CD46理解敲降了40%~45%。

这些笔记还挖掘出,某些磷酸化和启动时终止结构上(inverted terminator modification)也能大幅提高Cas13的活性。对于所有的药理学结构上而言,受到结构上的RNA氨基酸所在的位置也很更为重要。当放有不错误时,这些结构上致使gRNA不能抑止。文章协同第一笔记、Sanjana深入研究室普林斯顿大学深入研究所Hans-Hermann Wessels说,“我们希望这些针对CRISPR-Cas13的经过药理学结构上的gRNA的有效性和特性的大幅提高将有利于为特异性RNA的CRISPR激酶在原**白中所的用作铺平道路。”

Sanjana说,“这些经过药理学结构上的gRNA进一步扩大了DNA和转录组建设工程的工具箱。对于有机体DNA中所的非编码碱基组件,特异性DNA或许相当那么有效,而其他有机物学,如乙型病毒感染或病原体病毒感染等RNA病毒病毒感染,根本无法利用现有的新科技加以特异性。”

特写来自Cell Chemical Biology, 2021, doi:10.1016/j.chembiol.2021.07.011。

例如,这些笔记在有机体蛋白中所次测试了敲除RNA病毒病毒感染SARS-CoV-2的标准化正向碱基图片,挖掘出只有用作像Cas13这样的特异性RNA的CRISPR激酶才能解决问题。SARS-CoV-2进入蛋白并释放其RNADNA,然后被转录成更为小的RNA,即亚DNARNA。这些亚DNARNA负责制造者这种病毒病毒感染粘贴所需的有所不同酵素,然后病毒感染其他蛋白。这种标准化正向碱基在每个亚DNARNA的结尾被挖掘出。因此,一种有效特异性这种标准化正向碱基的步骤有或许保护蛋白以防这种病毒病毒感染的进一步粘贴和病毒感染。

正因如此重要的是,CRISPR-Cas13需要在不经常性扭曲DNADNA碱基的意味着介导基因组理解,显然像Cas9或Cas12a这样的特异性DNA的CRISPR激酶需要经常性扭曲DNADNA碱基。Sanjana指出,“在生物学医学深入研究和抑制剂新科技开发中所,通常倾向于采用瞬时闭环来刺激基因组理解。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA抗病毒是瞬时理解的,则会致使一种致病失忆,这种致病失忆的持续短时间最多mRNA的理解平均寿命。”(生物学谷 Bioon.com)

摘要:

Alejandro Méndez-Mancilla et al. Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells. Cell Chemical Biology, 2021, doi:10.1016/j.chembiol.2021.07.011.

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