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增加2至5倍

2022-01-03 04:08:33 来源:
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2021年8月初11日讯/生命体谷BIOON/---在一项更进一步研究成果当中,美国纽约大学和纽约DNA组当中心的Neville Sanjana哈佛大学及其他的团队为抗病毒RNA而不是DNA的CRISPR系统的设计整合出经过分析化学词句的向导RNA(gRNA),这是拓展DNA词句及其解读技术水平的同子类努力。这些经过分析化学词句的gRNA极大地增强了在人类所蛋白当中抗病毒---、编辑和/或敲降(knockdown)---RNA的潜能。相关研究成果结果于2021年8月初2日在线刊载在Cell Chemical Biology期刊上,篇文章副标题为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项更进一步研究成果当中,这些著者探索了一系列各不相同的经过词句的gRNA,并概要真是明了相比于未能经过分析化学词句的gRNA,经过分析化学词句的gRNA如何将CRISPR-Cas13系统的设计的抗病毒可靠性降低2至5倍。他们还辨认出,简化的分析化学词句将CRISPR-Cas13的抗病毒活性从48星期延长到4天。他们与来自SynthegoCorporation和新英格兰生命体的实验室(New England BioLabs)的分析化学家们合作,形成了一个具备激酶转化和RNA分析化学知识的大众化研究成果他的团队。为了应用领域这些简化的分析化学词句,他们抗病毒来自健康供者的人类所T蛋白当中的蛋白表面会激素和RNA狂犬病SARS-CoV-2的所有已知变体都具备的DNA多肽的“CE”相片。

降低CRISPR-Cas13抗病毒的可靠性和“平均寿命”对分析化学家们和用药整合者具备关键价值,可以允许越来越好地敲降DNA,并有越来越多时长研究成果受到敲降的DNA如何负面影响相关路中当中的其他DNA。

篇文章一同第一著者、Sanjana的实验室哈佛大学后研究成果专家Alejandro Méndez-Mancilla真是,“CRISPR系统的设计当中的gRNA递送确实具备挑战性,这是因为gRNA不会快速降解,DNA致使敲降的时长仅限于。我们受到了针对其他抗病毒DNA的CRISPR系统的设计进行的gRNA词句的启迪,想要检验经过分析化学词句的gRNA确实都能加强人类所蛋白当中抗病毒RNA的CRISPR-Cas13的敲降时长。”

Sanjana的实验室早先的研究成果概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA的设计法理,并于2020年3月初刊载在Nature Biotechnology期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些著者在这项更进一步研究成果当中系统的设计地应用领域和检验了多种分析化学词句。例如,他们辨认出,在人类所蛋白系当中,在gRNA当中替换成三个用各不相同子类的分析苯环连结起来的碱基(硫代磷酸词句)对RNA索科利夫卡的敲降潜能延长了数天。在原代T蛋白当中,这种硫代磷酸词句将CD46(一种参予癌细胞的设计恒定的激素)的解读敲降了60%~65%,而在可用未能经过词句的gRNA时仅将CD46解读敲降了40%~45%。

这些著者还辨认出,某些甲基化和反向终止词句(inverted terminator modification)也能降低Cas13的活性。对于所有的分析化学词句而言,受到词句的RNA碱基所在的位置也很关键。当放置不正确时,这些词句致使gRNA不能意味著。篇文章一同第一著者、Sanjana的实验室哈佛大学后研究成果专家Hans-Hermann Wessels真是,“我们希望这些针对CRISPR-Cas13的经过分析化学词句的gRNA的合理性和准确性的降低将有助于为抗病毒RNA的CRISPR激酶在原**白当中的可用铺平道路。”

Sanjana真是,“这些经过分析化学词句的gRNA全面性扩大了DNA组和转录组施工的工具箱。对于人类所DNA组当中的非编码多肽模组,抗病毒DNA确实并不那么合理,而其他细菌,如冠状狂犬病或狂犬病等RNA狂犬病,根本无法为了让现有的技术加以抗病毒。”

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

例如,这些著者在人类所蛋白当中检验了敲除RNA狂犬病SARS-CoV-2的CE驱使多肽相片,辨认出只有可用像Cas13这样的抗病毒RNA的CRISPR激酶才能做到。SARS-CoV-2离开蛋白并囚禁其RNADNA组,然后被转录成越来越小的RNA,即亚DNA组RNA。这些亚DNA组RNA专责制造这种狂犬病复制所才可的各不相同蛋白质,然后感染其他蛋白。这种CE驱使多肽在每个亚DNA组RNA的开头被辨认出。因此,一种合理抗病毒这种CE驱使多肽的方法确实不会保护蛋白免受这种狂犬病的全面性复制和感染。

同样重要的是,CRISPR-Cas13都能在不受限制改变DNADNA组多肽的情况下调控DNA解读,相反像Cas9或Cas12a这样的抗病毒DNA的CRISPR激酶都能受限制改变DNADNA组多肽。Sanjana声称,“在生命体医学研究成果和用药整合当中,通常个人主义于采用瞬时恒定来激发DNA解读。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA乙型肝炎是瞬时解读的,但不会产生一种免疫遗忘,这种免疫遗忘的持续时长超过mRNA的解读平均寿命。”(生命体谷 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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