Cell封面 | David Liu再取新突破:不需要做物理,就能知道基因编辑的结果

2021-10-13 17:38:16 来源:
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尽管RNAPDF被广为可用前提点性状,但是决定RNA出版人结果的心理因素尚不十分明确。

2020年7翌年23日,新门研究者所David R. Liu制作团队在Cell 网络撰写题为“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的研究者专著,该研究者在类动物肝细胞当中38,538个线粒棒状紧密结合贝克曼上密切相关了11个碱基和核苷RNAPDF(CBE和ABE)的氨基酸-活性关系,并应用于所得结果特训了BE-Hive,这是一种神经网络建模,可准确得出结论RNA出版人遗传基因结果(R ≈0.9)和工作效率(R≈0.7)。

研究者人员以≥90%的准确度不对了3388个与疾病相关的SNV,其当中有数675个等位基因,其“旁观者”RNA被BE-Hive正确得出结论,因此只能出版人。该研究者见到了以前只能得出结论的C-to-G或C-to-A出版人的直接心理因素,并并用这些见到以≥90%的准确性不对了174个病原性SNV的编码氨基酸。仍要,该研究者并用BE-Hive的造就来设计者新颖的CBE变棒状,以调节出版人结果。这些见到启发了RNA出版人,实现了以前无法处置的前提的出版人,并为更进一步为基础PDF提供了改进的出版人机能。

另外,2020年7翌年8日,新门研究者所David R. Liu及华盛顿大学医学院Joseph D. Mougous协同无线电在Nature 网络撰写题为“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的研究者专著,该研究者所述了一种病菌间毒素,将其命名为DddA,它可以催化dsDNA当中胞苷的脱氨。该研究者设计者了化学物质且无活性的split-DddA半水分子:DddA分立的一部分RNA(激活激活子;也震荡子阵列蛋白)和胞嘧啶糖基化酶抑制剂的融为一体,产生了无RNA的DddA衍生的碱基RNAPDF(DdCBE),可催化人mtDNA当中的C?G到T?A生成,不具备高贝克曼酪氨酸和产品纯度。该研究者应用于DdCBEs建模人类肝细胞当中与疾病相关的mtDNA性状,从而导致呼吸速率和氧化磷酸化的改变。不含CRISPR的DdCBE可以准确驾驭mtDNA,而不是避免因被载棒状脱氧核糖核酸切割而产生的mtDNA拷贝,这对真核细胞疾病的研究者和潜在治疗不具备广为的意义。

2020年6翌年29日,新门研究者所David Liu在Nature Biotechnology 网络撰写题为“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的研究者专著,该研究者证明了不具备截短的METTL3苯基转移酶RNA或者是METTL3:METTL14苯基转移酶复合物与核定位dCas13融为一体棒状,可以对肝细胞内RNA完成酪氨酸m6A做成,而前者的融为一体蛋白脱靶活性比如说更高。跨多个肽链的统一肝细胞测定法证实,这种载棒状RNA苯基化(TRM)系统设计以高酪氨酸诱导了有工作效率的m6A安装在内源RNA激活物当中。仍要,该研究者表明TRM可以诱导m6A诱导的激活本丰度变化和游离剪接。这些见到将TRM确立为可用载棒状激活组工程的辅助工具,可以探究单个m6A去除的效用并分析其机能效用。

2020年6翌年22日,新门研究者所David Liu制作团队在Nature Biotechnology 网络撰写题为“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的综述文章,该综述首先所述已密切相关的Cas9和Cas12脱氧核糖核酸的天然变异棒状,并详实介绍不具备缩小的载棒状范围和酪氨酸的Cas9和Cas12脱氧核糖核酸变异棒状的联合开发。接下来,该综述探讨RNAPDF的联合开发和运可用,这些PDF可准确安装点性状而不须双链DNA脱落(DSB)或供棒状DNA模板。仍要,该综述总结了新兴的CRISPR–Cas线粒棒状出版人辅助工具,有数诱导大片段DNA聚合反应的Cas转座子和重组酶,以及主要PDF,它们以取代类似DNA氨基酸的方式直接将出版人后的氨基酸加载前提DNA肽链。

线粒棒状DNA当中载棒状RNA的出版人是研究者和治疗运可用的一项关键机能。单RNA变棒状(SNV)有约占已知致病等位基因的一半,因此有针对性的点性状可以促进遗传病的研究者或潜在治疗。以前,研究者人员联合开发了碱基RNAPDF(CBE)和核苷RNAPDF(ABE),它们协同实现了所有四个过渡点性状的载棒状(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并不具备更高的期待取代率与不期待的插入和缺失(indels)比率。

RNA出版人的实用性启发了不具备不同属性的RNAPDF变棒状的联合开发。在世界上,通过分析少量线粒棒状肽链的出版人结果来收集这些属性,举例来说必需这些肽链与先前的线粒棒状出版人研究者相一致。但是,RNAPDF和前提氨基酸之间的相互效用会以精细的,有时是不精确的方式心理因素出版人结果。结果,得到不具备所需工作效率的所需遗传基因举例来说需要对每个贝克曼完成RNA出版人和单随从RNA(sgRNA)必需的成果最佳化。

某些不非常适合可用RNA出版人的规章规章的可行前提可能会被或许,因为可用前提必需的有用规章只能完全捕获RNA出版人的范围。对RNA出版人的氨基酸和脱氨酶直接心理因素完成系统设计,全面的分析将增强我们对RNAPDF的表达出来,促进它们在准确出版人运可用程序当中的应用于,并督导更进一步RNAPDF的联合开发。

文章模式图(图源自Cell )

在这项研究者当中,研究者人员联合开发了包含38,538对sgRNA和靶氨基酸对的单行本,并将它们紧密结合到三种类动物肝细胞类型的线粒棒状当中,以全面密切相关8种风靡一时CBE和ABE的RNA出版人结果和氨基酸-活性关系。研究者人员分析了脱氨酶,氨基酸剧当中和肝细胞类型在确定RNA出版人产生的遗传基因当中的效用,并联合开发了一种神经网络建模,可以在任何前提位置准确得出结论RNA出版人结果,有数许多以前不可得出结论的特征。

并用所得信息,研究者人员运可用了各种RNAPDF(有数新近设计者的变棒状),将3388个与疾病相关的SNV的遗传基因和2399个编码氨基酸准确地测量仪器为野生型(≥90%的精度),有数通过非规章的RNA出版人结果。这些见到大大扩展了我们对RNA出版人的表达出来,并探究了更进一步和先前所述的RNAPDF的新内容。

类似出处:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan & David 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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