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减少2至5倍

2021-10-25 03:53:28 来源:
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2021年8翌年11日讯/海洋生物谷BIOON/---在一项一新研究者中都,美国纽约大学和纽约数列中都心的Neville Sanjana博士及其团队为抑制剂RNA而不是DNA的CRISPR管理系统整合出经过化学粘贴的向导RNA(gRNA),这是拓展遗传粘贴及其理解水平的同类型努力。这些经过化学粘贴的gRNA不小地大幅提高了在生命线粒体中都抑制剂---、编者和/或敲降(knockdown)---RNA的并能。相关研究者结果于2021年8翌年2日在线刊登在Cell Chemical Biology期刊上,论文标题为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项一新研究者中都,这些写作者探寻了一系列完全相同的经过粘贴的gRNA,并简略真是明了相比于不曾经过化学粘贴的gRNA,经过化学粘贴的gRNA如何将CRISPR-Cas13管理系统的抑制剂效率更加高2至5倍。他们还找到,简化的化学粘贴将CRISPR-Cas13的抑制剂活性从48小时该线到4天。他们与来自Synthego公司和波士顿海洋生物麻省理工学院(New England BioLabs)的科学家们合作,形成了一个较强蛋白质纯化和RNA化学专业技能的多样化研究者团队。为了领域这些简化的化学粘贴,他们抑制剂来自健康供者的生命T线粒体中都的线粒体表面受体和RNA病原体SARS-CoV-2的所有值得注意类似于都较强的遗传数列的“非标准”片段。

更加高CRISPR-Cas13抑制剂的效率和“平均寿命”对科学家们和抗生素整合人员较强关键性价值,可以允许更加好地敲降遗传,并有更加多时间研究者受到敲降的遗传如何影响相关通路中都的其他遗传。

论文合作第一写作者、Sanjana麻省理工学院研究者工作研究者员Alejandro Méndez-Mancilla真是,“CRISPR管理系统中都的gRNA派送意味著较强挑战性,这是因为gRNA会快速降解,遗传蒙受敲降的时间受到限制。我们受到了针对其他抑制剂DNA的CRISPR管理系统顺利进行的gRNA粘贴的启迪,想要测试者经过化学粘贴的gRNA否需要有所改善生命线粒体中都抑制剂RNA的CRISPR-Cas13的敲降时间。”

Sanjana麻省理工学院之前的研究者简介了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA设计应当,并于2020年3翌年刊登在Nature Biotechnology期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些写作者在这项一新研究者中都管理系统地领域和测试者了多种化学粘贴。例如,他们找到,在生命线粒体系中都,在gRNA中都加到三个用完全相同各种类型的原子相互连接的胺基酸(硫代磷酸粘贴)对RNA抗病原体的敲降并能该线了数天。在原代T线粒体中都,这种硫代磷酸粘贴将CD46(一种参与自体闭环的受体)的理解敲降了60%~65%,而在适用不曾经过粘贴的gRNA时仅将CD46理解敲降了40%~45%。

这些写作者还找到,某些甲基化和反向重新启动粘贴(inverted terminator modification)也能更加高Cas13的活性。对于所有的化学粘贴而言,受到粘贴的RNA胺基酸所在的位置也很关键性。当放置不正确时,这些粘贴造成gRNA不能发挥作用。论文合作第一写作者、Sanjana麻省理工学院研究者工作研究者员Hans-Hermann Wessels真是,“我们希望这些针对CRISPR-Cas13的经过化学粘贴的gRNA的必要性和稳定度的更加高将有助于为抑制剂RNA的CRISPR蛋白质在原代线粒体中都的适用铺平道路。”

Sanjana真是,“这些经过化学粘贴的gRNA进一步拓展了数列和转录第一组建筑工程的工具箱。对于生命数列中都的非编码数列组件,抑制剂DNA意味著这不那么有效,而其他微海洋生物,如乙型或流感病原体等RNA病原体,根本无法利用现有的技术加以抑制剂。”

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

例如,这些写作者在生命线粒体中都测试者了敲除RNA病原体SARS-CoV-2的非标准引导数列片段,找到只有适用像Cas13这样的抑制剂RNA的CRISPR蛋白质才能实现。SARS-CoV-2进入线粒体并释放其RNA数列,然后被转录成更加小的RNA,即亚数列RNA。这些亚数列RNA负责生产商这种病原体复制所需的完全相同蛋白质,然后细菌感染其他线粒体。这种非标准引导数列在每个亚数列RNA的结尾处被找到。因此,一种有效抑制剂这种非标准引导数列的方式意味著会保护措施线粒体免于这种病原体的进一步复制和细菌感染。

同样举足轻重的是,CRISPR-Cas13需要在不经常性改变DNA数列数列的情况下调控遗传理解,相反像Cas9或Cas12a这样的抑制剂DNA的CRISPR蛋白质需要经常性改变DNA数列数列。Sanjana指出,“在海洋生物医学研究者和抗生素整合中都,通常趋向于于改用震荡闭环来刺激遗传理解。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗接种是震荡理解的,须要消除一种自体清醒,这种自体清醒的停留时间将近mRNA的理解平均寿命。”(海洋生物谷 Bioon.com)

简要:

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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