江南中国学者开发新型单碱基编辑工具，显著降低基因编辑脱靶效应—新闻—科学网
时间：2023-12-16 14:05:32 已阅读:77次
北京时间5月18日晚间，顶级学术期刊《天然-要领学》（Nature Methods）于线揭晓了来自中国农科院深圳农业基因组研究所、中科院上海生命科学研究院神经科学研究所、中科院计较生物学研究所、上海交通年夜学、上海科技年夜学、复旦年夜学等团队的一项研究，题为 A rationally engineered cytosine base editor retains high on-target activity while reducing both DNA and RNA off-target effects 。
研究团队按照卵白布局猜测了基因编纂历程中决议中靶的主要氨基酸，并于不影响催化活性的环境下突变响应的氨基酸，终极获得了显著减低基因编纂中靶效应的单碱基编纂东西。 这篇论文的通信作者为中国农科院深圳农业基因组研究所研究员、研究组长左二伟，中科院神经科学研究所研究员、灵长类疾病模子研究组组长杨辉，中科院计较生物学研究所（中国科学院-马普学管帐算生物学研究所）研究员李亦学。左二伟同时为第一作者。 CRISPR/Cas9是广泛存眷的新一代基因编纂东西，自从2012年被发现以来备受外界期待。而单碱基编纂技能是CRISPR/Cas9的衍生东西，该技能可以于不堵截DNA双链的环境下实现单核苷酸的定向突变，为医治单碱基突变惹起的遗传性疾病带来了但愿。 今朝已经知的人类致病遗传变异中，约58%都属在点突变，而约15%的致病点突变都属在T A--C G变异。2016年，美国玻德研究所、哈佛年夜学的D����APPavid Liu的试验室开发出新型单碱基编纂器CEB（Cytosine Base Editor）。 但从2019年最先，单碱基编纂东西的保险性遭到了质疑。杨辉、美国麻省总病院J. Keith Joung等海内外多个研究团队此前发文报导了单碱基编纂器存于严峻的DNA以及RNA中靶效应，该效应可能会惹起包孕癌症于内的多种非预期的副作用。与此同时，海内外多位科学家经由过程多种体式格局研究降低基因编纂DNA以及RNA中靶的要领，取患了必然进展，但也存于必然局限。 今朝最广泛使用的碱基编纂用的是年夜鼠APOBEC1（rAPOBEC1）酶，该酶引诱DNA胞嘧啶（C）脱氨，该体系由毗连的Cas卵白、引导RNA（gRNA）、rAPOBEC1构成。于这次研究中，左二伟、杨辉等人使用研究团队此前开发的新型中靶检测技能GOTI（Genome-wide Off-target analysis by Two-cell embryo Injection）以及RNA-Seq同时检测了CEB突变体的DNA中靶以及RNA中靶。他们同时也发明，DNA以及RNA的中靶是互相自力的，需要同时检测。 研究团队描写了23个合理设计的CBE突变体的筛选，展现了于猜测DNA联合位点上的突变氨基酸可以显著降低Cas-9中靶效应。 此外，他们还得到了一个CBE突变体YE1-BE3-FNLS。研究团队以为，他们得到的 YE1-BE3-FNLS是高精度、高活性单碱基编纂东西，显著降低了中靶效应并提高了编纂效率，无望运用在遗传疾病基因医治，鞭策基因编纂临床化运用。 据先容，GOTI是左二伟、杨辉等团队互助成立的全新一代基因编纂中靶检测技能，该技能于敏捷性、正确性以及合用规模上远超以前的中靶检测技能，该研究结果在2019年3月揭晓在《科学》（Science）。研究团队随后基在GOTI深切摸索解决单碱基编纂器中靶效应的要领，这次研究结果是这一系列研究中取患上的研究进展之一。 值患上一提的是，此前的2月10日，David Liu也于国际学术期刊《天然-生物技能》（Nature Biotechnology）提出了一种方案。他们筛选差别CBE于年夜肠杆菌以及人细胞中引诱Cas9非依靠的脱氨偏向，找到了降低Cas9非依靠型DNA中靶危害的要害，并经由过程卵白质项目等计谋构建出一系列低中靶危害的高活性CBE体系，此中YE1-BE4于连结较高的编纂效率的同时降低了DNA以及RNA上的中靶，而且同时缩小了编纂窗口。 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-020-0832-x 出格声明：本文转载仅仅是出在流传信息的需要，其实不象征着代表本消息网不雅点或者证明其内容的真实性；如其他媒体、消息网或者小我私家从本消息网转载使用，须保留本消息网注明的 来历 ，并自大版权等法令义务；作者假如不但愿被转载或者者接洽转载稿费等事宜，请与咱们联系。/江南