Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人细胞中的靶向效率降低2至5倍

2021-10-25 07:17:37 来源:
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2021年8年底11日讯/脊椎动物谷BIOON/----在一项新的学术研究当中,美国纽约大学和纽约原核脊椎动物当的中心的Neville Sanjana芝加哥大学及其制作组为特异性RNA而不是DNA的CRISPR的系统携手开发开发出经过物理结构上的向导RNA(gRNA),这是拓展等位基因结构上及其暗示水准的最新奋斗。这些经过物理结构上的gRNA不小地增强了在全人类肝细胞当中特异性----、编者和/或敲降(knockdown)----RNA的能力也。无关学术研究结果于2021年8年底2日应用于软件撰写在Cell Chemical Biology学术刊物上,学术论文标题为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项新的学术研究当中,这些作者探究了一系列相异的经过结构上的gRNA,并详细说明了相比于并未经过物理结构上的gRNA,经过物理结构上的gRNA如何将CRISPR-Cas13的系统的特异性工作效率减低2至5倍。他们还辨认出,优化的物理结构上将CRISPR-Cas13的特异性活性从48同一时间延至到4天。他们与来自SynthegoCorporation和新英格兰脊椎动物Laboratory(New England BioLabs)的辨认出者们携手开发,构成了一个不具备酵素纯化和RNA物理专业技能的多样物理术研究制作组。为了应用于这些优化的物理结构上,他们特异性来自健康供者的全人类T肝细胞当中的肝细胞较厚抗原和RNA病原SARS-CoV-2的所有已确定比如说都不具备的等位基因序列的“统一标准”完整版。

减低CRISPR-Cas13特异性的工作效率和“停留整整”对辨认出者们和抑制剂携手开发开发人员不具备这两项极为重要性,可以允许更好地敲降等位基因,并有更多整整学术研究受到敲降的等位基因如何阻碍无关通路当中的其他等位基因。

学术论文携手第一作者、SanjanaLaboratory芝加哥大学后学术研究员Alejandro Méndez-Mancilla说,“CRISPR的系统当中的gRNA发送有可能不具备可玩性,这是因为gRNA会快速甲醛,等位基因致使敲降的整整容许。我们受到了针对其他特异性DNA的CRISPR的系统进行的gRNA结构上的启发,就让检测经过物理结构上的gRNA是否尽有可能改善全人类肝细胞当中特异性RNA的CRISPR-Cas13的敲降整整。”

SanjanaLaboratory此前的学术研究概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA设计原则,并于2020年3年底撰写在Nature Biotechnology学术刊物上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些作者在这项新的学术研究当中的核心内容应用于和检测了多种物理结构上。例如,他们辨认出,在全人类肝细胞系当中,在gRNA当中添加三个用相异特性的物理键联结的DNA(硫代磷酸结构上)对RNA贝克曼的敲降能力也延至了数天。在原代T肝细胞当中,这种硫代磷酸结构上将CD46(一种加入免疫的系统抑制的抗原)的暗示敲降了60%~65%,而在用作并未经过结构上的gRNA时仅将CD46暗示敲降了40%~45%。

这些作者还辨认出,某些甲基化和反向暂停结构上(inverted terminator modification)也能减低Cas13的活性。对于所有的物理结构上而言,受到结构上的RNADNA所在的左边也很这两项。当放置不正确时,这些结构上导致gRNA不能持久。学术论文携手第一作者、SanjanaLaboratory芝加哥大学后学术研究员Hans-Hermann Wessels说,“我们期望这些针对CRISPR-Cas13的经过物理结构上的gRNA的有效地性和稳定性的减低将有助于为特异性RNA的CRISPR酵素在原代肝细胞当中的用作铺平道路。”

Sanjana说,“这些经过物理结构上的gRNA进一步扩大了原核脊椎动物和RNA组工程的工具箱。对于全人类原核脊椎动物当中的非编码序列元件,特异性DNA有可能却是那么有效地,而其他微脊椎动物,如冠状病原或流感病原等RNA病原,较难利用现有的技术加以特异性。”

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

例如,这些作者在全人类肝细胞当中检测了敲除RNA病原SARS-CoV-2的统一标准借助于序列完整版,辨认出只有用作像Cas13这样的特异性RNA的CRISPR酵素才能实现。SARS-CoV-2转入肝细胞并拘禁其RNA原核脊椎动物,然后被RNA成更小的RNA,即亚原核脊椎动物RNA。这些亚原核脊椎动物RNA全由制造这种病原克隆所才可的相异细胞内,然后感染其他肝细胞。这种统一标准借助于序列在每个亚原核脊椎动物RNA的段落被辨认出。因此,一种有效地特异性这种统一标准借助于序列的原理有可能会保护肝细胞尽量减少这种病原的进一步克隆和感染。

或多或少极为重要的是,CRISPR-Cas13尽有可能在不受保护忽略DNA原核脊椎动物序列的情况下RNA等位基因暗示,相反像Cas9或Cas12a这样的特异性DNA的CRISPR酵素尽有可能受保护忽略DNA原核脊椎动物序列。Sanjana指出,“在脊椎动物医学学术研究和抑制剂携手开发开发当中,往往倾向于选用趋近抑制来激发等位基因暗示。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗接种是趋近暗示的,但会产生一种免疫心灵,这种免疫心灵的持续整整少于mRNA的暗示停留整整。”(脊椎动物谷 Bioon.com)

参考文献:

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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