Cell封面 | David Liu再取新突破:不所需做实验,就能知道基因编辑的结果

2021-10-13 14:26:50 来源:
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尽管脱氧核糖核酸撰稿器被为广泛用做要能点染色体,但是决定脱氧核糖核酸撰稿结果的考量亦然不非常清楚。

2020年7同年23日,加布里埃尔研究者所David R. Liu团队在Cell 该网站刊载二本书“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的研究者专著,该研究者在哺乳动物细胞当中38,538个原核生物统合靶标上总括了11个胞嘧啶和赖氨酸脱氧核糖核酸撰稿器(CBE和ABE)的原核生物-活特质联系,并运用于所得结果操练了BE-Hive,这是一种自然语言处理数学方法,可正确地数据数据分析脱氧核糖核酸撰稿基因型结果(R ≈0.9)和效部将(R≈0.7)。

研究者技术人员以≥90%的正确地度或许了3388个与疾病相关的SNV,其当中之外675个染色体,其“毫无疑问”核苷酸被BE-Hive正确地数据数据分析,因此只能撰稿。该研究者发现了直到现在只能数据数据分析的C-to-G或C-to-A撰稿的决定考量,并透过这些发现以≥90%的正确地特质或许了174个病原特质SNV的编码原核生物。之前,该研究者透过BE-Hive的超群来新设计新颖的CBE变形体,以调节撰稿结果。这些发现新奇了脱氧核糖核酸撰稿,解决问题了直到现在难以处理的要能的撰稿,并为更进一步基础撰稿器提供者了改进的撰稿特性。

另外,2020年7同年8日,加布里埃尔研究者所David R. Liu及康奈尔大学医学院Joseph D. Mougous共同通讯设备在Nature 该网站刊载二本书“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的研究者专著,该研究者阐述了一种微生物间毒液,将其命名为DddA,它可以还原dsDNA当中胞苷的脱氨。该研究者新设计了无毒且无活特质的split-DddA半分子:DddA切分的一部分碱基(特异特质激活子样效应子阵列复合物)和尿嘧啶糖基化蛋白抑制剂的融合,造成了了无RNA的DddA共通的胞嘧啶脱氧核糖核酸撰稿器(DdCBE),可还原人mtDNA当中的C?G到T?A生成,有着高靶标特异特质和其产品高纯度。该研究者运用于DdCBEs建模人类细胞当中与疾病相关的mtDNA染色体,从而导致呼吸速部将和氟化线粒体的改变。则有CRISPR的DdCBE可以精确透过mtDNA,而不是消除因被凋亡核酸蛋白切割而造成了的mtDNA拷贝,这对线粒形体疾病的研究者和潜在疗程有着为广泛的意义。

2020年6同年29日,加布里埃尔研究者所David Liu在Nature Biotechnology 该网站刊载二本书“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的研究者专著,该研究者证明有着截短的METTL3羟基转移蛋白碱基或者是METTL3:METTL14羟基转移蛋白复合物与核定位dCas13融合形体,可以对细胞质RNA进行时特异特质m6A掺入,而前者的融合复合物脱靶活特质特别高。一环多个基因座的独立细胞测定法猜测,这种凋亡RNA羟基化(TRM)子系统以高特异特质介导了理论上的m6A加装在内源RNA特异特质物当中。之前,该研究者指出TRM可以诱导m6A介导的特异特质本丰度变化和针对特质剪接。这些发现将TRM并存为用做凋亡特异特质组建筑工程的广泛应用软件,可以概述单个m6A结构上的依赖性并数据分析其特性依赖性。

2020年6同年22日,加布里埃尔研究者所David Liu团队在Nature Biotechnology 该网站刊载二本书“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的流行病学文章,该流行病学首先阐述已总括的Cas9和Cas12核酸蛋白的天然变异形体,并详细介绍有着扩大的凋亡覆盖范围和特异特质的Cas9和Cas12核酸蛋白变异形体的技术开发。接下来,该流行病学讨论脱氧核糖核酸撰稿器的技术开发和广泛应用,这些撰稿器可精确加装点染色体而不用双链DNA断裂(DSB)或供形体DNA模板。之前,该流行病学总结了新兴的CRISPR–Cas原核生物撰稿广泛应用软件,之外介导大片段DNA重排的Cas质体和重组蛋白,以及主要撰稿器,它们以变为原始DNA原核生物的作法直接将撰稿后的原核生物加到要能DNA基因座。

原核生物DNA当中凋亡核苷酸的撰稿是研究者和疗程广泛应用的一项关键特性。单核苷酸变形体(SNV)约占已知致病染色体的一半,因此有针对特质的点染色体可以加强遗传病的研究者或潜在疗程。直到现在,研究者技术人员技术开发了胞嘧啶脱氧核糖核酸撰稿器(CBE)和赖氨酸脱氧核糖核酸撰稿器(ABE),它们共同解决问题了所有四个交替点染色体的凋亡(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并有着较高的期盼变为部将与不期盼的插进和缺失(indels)比部将。

脱氧核糖核酸撰稿的实用特质新奇了有着多种不同属特质的脱氧核糖核酸撰稿器变形体的技术开发。迄今为止,通过数据分析少量原核生物基因座的撰稿结果来收集这些属特质,有时候同样这些基因座与先前的原核生物撰稿研究者相符。但是,脱氧核糖核酸撰稿器和要能原核生物之间的强子会以复杂的,有时是不直观的作法影响撰稿结果。结果,授予有着所需效部将的所需基因型有时候需要对每个靶标进行时脱氧核糖核酸撰稿和单向导RNA(sgRNA)同样的经验提高可靠性。

某些不适合用做脱氧核糖核酸撰稿的标准准则的可行要能可能被或许,因为用做要能同样的简单准则只能几乎捕获脱氧核糖核酸撰稿的覆盖范围。对脱氧核糖核酸撰稿的原核生物和脱氨蛋白决定考量进行时子系统,全面的数据分析将减慢我们对脱氧核糖核酸撰稿器的了解,加强它们在精确撰稿广泛应用程序当中的运用于,并指导更进一步脱氧核糖核酸撰稿器的技术开发。

文章模式由此可知(由此可知出自于Cell )

在这项研究者当中,研究者技术人员技术开发了包含38,538对sgRNA和靶原核生物对的文库,并将它们统合到三种哺乳动物细胞一般来说的原核生物当中,以全面总括8种流行CBE和ABE的脱氧核糖核酸撰稿结果和原核生物-活特质联系。研究者技术人员数据分析了脱氨蛋白,原核生物背景和细胞一般来说在未确定脱氧核糖核酸撰稿造成了的基因型当中的依赖性,并技术开发了一种自然语言处理数学方法,可以在任何要能右方正确地数据数据分析脱氧核糖核酸撰稿结果,之外许多直到现在不可数据数据分析的特征。

透过所得信息,研究者技术人员广泛应用了各种脱氧核糖核酸撰稿器(之外除此以外新设计的变形体),将3388个与疾病相关的SNV的基因型和2399个编码原核生物正确地地扫描为野生型(≥90%的可靠性),之外通过非标准的脱氧核糖核酸撰稿结果。这些发现大幅度扩展了我们对脱氧核糖核酸撰稿的了解,并概述了更进一步和先前阐述的脱氧核糖核酸撰稿器的新特性。

原始出处:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan & David 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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