Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人线粒体中的靶向效率提高2至5倍

2021-11-22 05:01:16 来源:
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2021年8月11日讯/生物学谷BIOON/----在一项取而代之学术研究里面,美国纽约大学和纽约突变组里面心的Neville SanjanaClark及其团队为载体RNA而不是DNA的CRISPR该系统开发造出经过化学省略的向导RNA(gRNA),这是扩充突变省略及其理解水平的同型式努力。这些经过化学省略的gRNA极大地减慢了在生命体细胞核里面载体----、编辑和/或敲降(knockdown)----RNA的能力。无关学术研究结果于2021年8月2日在线刊登在Cell Chemical Biology医学期刊上,医学期刊标题为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项取而代之学术研究里面,这些创作者探索了一系列相异的经过省略的gRNA,并参考真是明了相比于未经过化学省略的gRNA,经过化学省略的gRNA如何将CRISPR-Cas13该系统的载体效率增加2至5倍。他们还发掘造出,优化的化学省略将CRISPR-Cas13的载体活性从48小时格外长到4天。他们与来自Synthego公司和新英格兰生物学学术研究团队(New England BioLabs)的研究者们协作,形成了一个较强激酶裂解和RNA化学资质的独特学术研究团队。为了应用这些优化的化学省略,他们载体来自卫生供者的生命体T细胞核里面的细胞核表面抗原和RNAHIVSARS-CoV-2的所有已知变体都较强的DNA的“通用”段落。

增加CRISPR-Cas13载体的效率和“寿命”对研究者们和药物开发者较强关键性价值,可以允许格外好地敲降突变,并有格外多整整学术研究受到敲降的突变如何影响无关闭环里面的其他突变。

医学期刊协力第一创作者、Sanjana学术研究团队Clark后副学术研究员Alejandro Méndez-Mancilla真是,“CRISPR该系统里面的gRNA递送可能会较强可玩性,这是因为gRNA格外会快速水解,突变遭受敲降的整整受到限制。我们受到了针对其他载体DNA的CRISPR该系统进行的gRNA省略的启蒙,不想检验经过化学省略的gRNA是否必须改善生命体细胞核里面载体RNA的CRISPR-Cas13的敲降整整。”

Sanjana学术研究团队之前的学术研究概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA外观设计原则,并于2020年3月刊登在Nature Biotechnology医学期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此新,这些创作者在这项取而代之学术研究里面该系统地应用和检验了多种化学省略。例如,他们发掘造出,在生命体细胞核系里面,在gRNA里面添加三个用相异型式的化学键相互连接的残基(硫代磷酸省略)对RNA靶标的敲降能力格外长了数天。在原代T细胞核里面,这种硫代磷酸省略将CD46(一种参与抗体该系统恒定的抗原)的理解敲降了60%~65%,而在可用未经过省略的gRNA时仅将CD46理解敲降了40%~45%。

这些创作者还发掘造出,某些丝氨酸和偏移终止省略(inverted terminator modification)也能增加Cas13的活性。对于所有的化学省略而言,受到省略的RNA残基所在的前方也很关键性。当放置不错误时,这些省略随之而来gRNA不能依赖于。医学期刊协力第一创作者、Sanjana学术研究团队Clark后副学术研究员Hans-Hermann Wessels真是,“我们努力这些针对CRISPR-Cas13的经过化学省略的gRNA的必需要性和稳定性的增加将适度为载体RNA的CRISPR激酶在原代细胞核里面的可用铺平道路。”

Sanjana真是,“这些经过化学省略的gRNA全面性增加了突变组和核糖体组工程的工具箱。对于生命体突变组里面的非编码多肽电子元件,载体DNA可能会并不那么必需要,而其他动物细胞学,如HIV性或HIV等RNAHIV,根本无法运用现阶段的技术加以载体。”

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

例如,这些创作者在生命体细胞核里面检验了敲除RNAHIVSARS-CoV-2的通用指引多肽段落,发掘造出只有可用像Cas13这样的载体RNA的CRISPR激酶才能意味着。SARS-CoV-2进到细胞核并被囚其RNA突变组,然后被核糖体成格外小的RNA,即亚突变组RNA。这些亚突变组RNA统筹制造这种HIV复制所需要的相异氨基酸,然后感染者其他细胞核。这种通用指引多肽在每个亚突变组RNA的开头被发掘造出。因此,一种必需要载体这种通用指引多肽的方法则格外会保护细胞核人身安全这种HIV的全面性复制和感染者。

某种程度极为重要的是,CRISPR-Cas13必须在不永久性改变DNA突变组多肽的情况下调节突变理解,也就是真是像Cas9或Cas12a这样的载体DNA的CRISPR激酶必须永久性改变DNA突变组多肽。Sanjana指造出,“在生物学医学学术研究和药物开发里面,并不一定排斥于采用也就是真是恒定来抑制突变理解。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗是也就是真是理解的,但格外会消除一种抗体知觉,这种抗体知觉的持续整整最多mRNA的理解寿命。”(生物学谷 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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