Cell封面 | Did Liu再取新突破:不需要做实验者,就能知道基因编辑的结果

2021-12-13 02:26:38 来源:
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尽管残基总用户界面被广泛运用于远距离点性状,但是决定残基总编辑结果的因素尚不极其正确。

2020年7月23日,卢卡研究者所Did R. Liu小组在Cell 网络出版二本书“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的研究者研究成果,该研究者在灵长类动物线粒体中会38,538个测序整合靶标上表征了11个鸟嘌呤和N-残基总用户界面(CBE和ABE)的脱氧核糖核酸-活普遍性间的关系,并使用所得结果专业训练了BE-Hive,这是一种机器学习模型,可准确预测残基总编辑基因型结果(R ≈0.9)和生产成本(R≈0.7)。

研究者工作人员以≥90%的准确度更正了3388个与疾病相关的SNV,其中会都有675个等位基因,其“毫无疑问”核磷酸酸被BE-Hive正确预测,因此能够总编辑。该研究者注意到了从前能够预测的C-to-G或C-to-A总编辑的就其,并利用这些注意到以≥90%的准确普遍性更正了174个感染普遍性普遍性SNV的编码脱氧核糖核酸。再一,该研究者利用BE-Hive的见识来所设计与众不同的CBE变基底,以调节总编辑结果。这些注意到启发了残基总编辑,借助了从前难以处理的远距离的总编辑,并为在此之后基础总用户界面提供了改进的总编辑动态。

另外,2020年7月8日,卢卡研究者所Did R. Liu及华盛顿大学医学院Joseph D. Mougous共同通信在Nature 网络出版二本书“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的研究者研究成果,该研究者详细描述了一种细菌间消化系统,将其命名为DddA,它可以还原dsDNA中会胞磷酸的脱氨。该研究者所设计了化学物质且无活普遍性的split-DddA半分子:DddA切分的一部分复合物(磷酸化激活子样效应子阵列蛋白)和尿嘧啶半乳糖蛋白抑制剂的相结合,激发了无RNA的DddA衍生的鸟嘌呤残基总用户界面(DdCBE),可还原人mtDNA中会的C?G到T?A产物,很强高靶标特异普遍性和产品。该研究者使用DdCBEs建模人类线粒体中会与疾病相关的mtDNA性状,从而导致呼吸速率和硫酸磷酸化的改变。不含CRISPR的DdCBE可以正确操纵mtDNA,而不是消除因被抑制剂核酸蛋白切割而激发的mtDNA原封不动,这对线粒基底疾病的研究者和潜在治疗很强广泛的意义。

2020年6月29日,卢卡研究者所Did Liu在Nature Biotechnology 网络出版二本书“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的研究者研究成果,该研究者归功于很强截短的METTL3当季基转移蛋白复合物或者是METTL3:METTL14当季基转移蛋白复合物与核相对于dCas13相结合基底,可以对线粒体质RNA来进行特异普遍性m6A掺入,而前者的相结合蛋白脱靶活普遍性特别低。跨多个残基的脱离线粒体测定法确认,这种抑制剂RNA性状(TRM)控制系统以高特异普遍性特异性了必要的m6A安装在内源RNA磷酸化物中会。再一,该研究者暗示TRM可以诱导m6A特异性的磷酸化本丰度变化和并不需要普遍性补拍。这些注意到将TRM定下为运用于抑制剂磷酸化组工程的用以,可以阐明单个m6A词句的作用并统计分析其动态作用。

2020年6月22日,卢卡研究者所Did Liu小组在Nature Biotechnology 网络出版二本书“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的综述书评,该综述首先详细描述已表征的Cas9和Cas12核酸蛋白的天然相异基底,并详细介绍很强扩大的抑制剂区域内和特异普遍性的Cas9和Cas12核酸蛋白相异基底的开发。接下来,该综述争辩残基总用户界面的开发和应运用于,这些总用户界面可正确安装点性状而无需双链DNA断裂(DSB)或供基底DNA模板。再一,该综述总结了新兴的CRISPR–Cas测序总编辑用以,都有特异性大片段DNA聚合反应的Cas转座子和重组蛋白,以及主要总用户界面,它们以转用许多现代DNA脱氧核糖核酸的方式将这样一来将总编辑后的脱氧核糖核酸复制到远距离DNA残基。

测序DNA中会抑制剂核磷酸酸的总编辑是研究者和治疗应运用于的一项这两项动态。单核磷酸酸变基底(SNV)约分之一已知致病等位基因的一半,因此有针对普遍性的点性状可以促成遗传病的研究者或潜在治疗。从前,研究者工作人员开发了鸟嘌呤残基总用户界面(CBE)和N-残基总用户界面(ABE),它们共同借助了所有四个过渡期点性状的抑制剂(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并很强较高的为了让转用率与不为了让的插入和局限性(indels)比率。

残基总编辑的实用普遍性启发了很强不同特普遍性的残基总用户界面变基底的开发。迄今为止,通过统计分析少量测序残基的总编辑结果来收集这些特普遍性,通常并不需要这些残基与先前的测序总编辑研究者相一致。但是,残基总用户界面和远距离脱氧核糖核酸之间的相互作用会以繁复的,有时是不直观的方式将影响总编辑结果。结果,获得很强所需生产成本的所需基因型通常并不需要对每个靶标来进行残基总编辑和单向导RNA(sgRNA)并不需要的经验提高生产成本。

某些不简便运用于残基总编辑的规章准则的可行远距离不必要被或许,因为运用于远距离并不需要的简单准则能够完全脱逃残基总编辑的区域内。对残基总编辑的脱氧核糖核酸和脱氨蛋白就其来进行控制系统,全面的统计分析将增强我们对残基总用户界面的思考,促成它们在正确总编辑应运用于程序中会的使用,并指导在此之后残基总用户界面的开发。

书评模式三幅(三幅源自Cell )

在这项研究者中会,研究者工作人员开发了包含38,538对sgRNA和靶脱氧核糖核酸对的月刊,并将它们整合到三种灵长类动物线粒体型式的测序中会,以全面表征8种流行CBE和ABE的残基总编辑结果和脱氧核糖核酸-活普遍性间的关系。研究者工作人员统计分析了脱氨蛋白,脱氧核糖核酸时代背景和线粒体型式在确切残基总编辑激发的基因型中会的作用,并开发了一种机器学习模型,可以在任何远距离所在位置准确预测残基总编辑结果,都有许多从前不必预测的相似性。

利用所得电子邮件,研究者工作人员应运用于了各种残基总用户界面(都有除此以外所设计的变基底),将3388个与疾病相关的SNV的基因型和2399个编码脱氧核糖核酸准确地修正为野生型(≥90%的精度),都有通过非规章的残基总编辑结果。这些注意到大大延展了我们对残基总编辑的思考,并阐明了在此之后和先前详细描述的残基总用户界面的新动态。

许多现代出处:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan & Did 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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