Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人细胞中的靶向灵活性提高2至5倍

2021-11-08 03:17:43 来源:
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2021年8同月11日讯/动物谷BIOON/;还有在一项取而代之科学研究中的,美国纽约大学和纽约遗传遗传第一组中的心的Neville Sanjana麻省理工学院及其工作团队为类似物RNA而不是DNA的CRISPR管理系统联合开发显现出经过化学;也的向导RNA(gRNA),这是扩大遗传;也及其表达显现出来水平的简介努力。这些经过化学;也的gRNA极大地增强了在生物蛋白中的类似物;还有、编者和/或敲降(knockdown);还有RNA的潜能。具体科学研究结果于2021年8同月2日在线发表在Cell Chemical Biology医学期刊上,学术论文结尾为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项取而代之科学研究中的,这些笔记探索了一系列多种不同的经过;也的gRNA,并详细感叹明了相比于未有经过化学;也的gRNA,经过化学;也的gRNA如何将CRISPR-Cas13管理系统的类似物成本提高2至5倍。他们还发掘显现出,最优化的化学;也将CRISPR-Cas13的类似物活性从48小时延展到4天。他们与来自Synthego公司和新英格兰动物实验室(New England BioLabs)的研究小第一组们合作,形成了一个带有肽裂解和RNA化学专业知识的多元化科学研究工作团队。为了广泛应用这些最优化的化学;也,他们类似物来自健康供者的生物T蛋白中的的蛋白较厚激素和RNA病毒感染SARS-CoV-2的所有已知变体都带有的遗传遗传第一组的“通用”片段。

提高CRISPR-Cas13类似物的成本和“使用寿命”对研究小第一组们和药物联合开发者带有关键因素价值,可以意味着更好地敲降遗传,并有更多间隔时间科学研究受到敲降的遗传如何负面影响具体移动式中的的其他遗传。

学术论文联合第一笔记、Sanjana实验室麻省理工学院后科学教授Alejandro Méndez-Mancilla感叹,“CRISPR管理系统中的的gRNA递送可能带有潜力,这是因为gRNA会快速降解,遗传遭受敲降的间隔时间受到限制。我们受到了针对其他类似物DNA的CRISPR管理系统展开的gRNA;也的启发,想要的测试经过化学;也的gRNA是否都能提高生物蛋白中的类似物RNA的CRISPR-Cas13的敲降间隔时间。”

Sanjana实验室之前的科学研究概要了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA建筑设计法理,并于2020年3同月发表在Nature Biotechnology医学期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些笔记在这项取而代之科学研究中的全面性广泛应用和的测试了多种化学;也。例如,他们发掘显现出,在生物蛋白系中的,在gRNA中的去掉三个用多种不同各种类型的化学键相互连接的氨基酸(硫代磷酸;也)对RNA靶标的敲降潜能延展了数天。在原代T蛋白中的,这种硫代磷酸;也将CD46(一种参予特异性调控的激素)的表达显现出来敲降了60%~65%,而在采行未有经过;也的gRNA时仅将CD46表达显现出来敲降了40%~45%。

这些笔记还发掘显现出,某些甲基化和反向延后;也(inverted terminator modification)也能提高Cas13的活性。对于所有的化学;也而言,受到;也的RNA氨基酸所在的前方也很关键因素。当放在不合理时,这些;也导致gRNA没法无论如何。学术论文联合第一笔记、Sanjana实验室麻省理工学院后科学教授Hans-Hermann Wessels感叹,“我们希望这些针对CRISPR-Cas13的经过化学;也的gRNA的精确性和稳定性的提高将有助于为类似物RNA的CRISPR肽在原**白中的的采行铺平道路。”

Sanjana感叹,“这些经过化学;也的gRNA大幅度扩大了遗传遗传第一组和mRNA第一组工程的中间件。对于生物遗传遗传第一组中的的非编码遗传第一组电容器,类似物DNA可能并不那么有效,而其他微动物,如冠状病毒感染或大肠杆菌等RNA病毒感染,没法为了让除此以外的技术加以类似物。”

图片来自Cell Chemical Biology, 2021, doi:10.1016/j.chembiol.2021.07.011。

例如,这些笔记在生物蛋白中的的测试了敲除RNA病毒感染SARS-CoV-2的通用指引遗传第一组片段,发掘显现出只有采行像Cas13这样的类似物RNA的CRISPR肽才能实现。SARS-CoV-2进入蛋白并无罪释放其RNA遗传遗传第一组,然后被mRNA成更小的RNA,即亚遗传遗传第一组RNA。这些亚遗传遗传第一组RNA统筹工业用这种病毒感染复制所须要的多种不同蛋白质,然后感染其他蛋白。这种通用指引遗传第一组在每个亚遗传遗传第一组RNA的开首被发掘显现出。因此,一种有效类似物这种通用指引遗传第一组的方法可能会必要措施蛋白易受这种病毒感染的大幅度复制和感染。

同样重要的是,CRISPR-Cas13都能在不经常性改变DNA遗传遗传第一组遗传第一组的情形调控遗传表达显现出来,相反像Cas9或Cas12a这样的类似物DNA的CRISPR肽都能经常性改变DNA遗传遗传第一组遗传第一组。Sanjana指显现出,“在动物医学科学研究和药物联合开发中的,并不一定倾向于采行也就是说调控来刺激遗传表达显现出来。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗是也就是说表达显现出来的,但会产生一种致病潜意识,这种致病潜意识的持续间隔时间超过mRNA的表达显现出来使用寿命。”(动物谷 Bioon.com)

参考资料:

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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