Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人细胞中的靶向可靠性提高2至5倍

2021-11-03 06:18:09 来源:
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2021年8月末11日讯/生物体谷BIOON/那是在一项更进一步深入研究中都,美国纽约大学和纽约DNA第三组中都心的Neville Sanjana麻省理工学院及其制作第三组为抑制剂RNA而不是DNA的CRISPR系统对开发计划出经过工程学省略的一行RNA(gRNA),这是拓展DNA省略及其理解技术水平的简介尽力。这些经过工程学省略的gRNA极大地增强了在人类所细胞内中都抑制剂那是、编辑和/或敲降(knockdown)那是RNA的灵活性。相关深入研究结果于2021年8月末2日在线撰写在Cell Chemical Biology期刊上,文章结尾为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项更进一步深入研究中都,这些原作者探讨了一系列不同的经过省略的gRNA,并详细看出相对于于没经过工程学省略的gRNA,经过工程学省略的gRNA如何将CRISPR-Cas13系统对的抑制剂转成本减少2至5倍。他们还注意到,优化的工程学省略将CRISPR-Cas13的抑制剂活性从48小时延长到4天。他们与来自Synthego母公司和新英格兰生物体Laboratory(New England BioLabs)的科学家们合作,形转成了一个兼具酶裂解和RNA工程学长处的多样化深入研究制作第三组。为了分析方法这些优化的工程学省略,他们抑制剂来自卫生供者的人类所T细胞内中都的细胞内表面复合物和RNA病原体SARS-CoV-2的所有已确定变体都兼具的DNA基因第三组的“通用”段落。

减少CRISPR-Cas13抑制剂的转成本和“年限”对科学家们和药物开发计划者兼具极为极为重要经济效益,可以允许更好地敲降DNA,并有更多等待时间深入研究受到敲降的DNA如何影响相关通路中都的其他DNA。

文章联合第一原作者、SanjanaLaboratory深入研究工作深入研究员Alejandro Méndez-Mancilla却说,“CRISPR系统对中都的gRNA递送不太可能兼具可玩性,这是因为gRNA会快速降解,DNA遭受敲降的等待时间受到限制。我们受到了针对其他抑制剂DNA的CRISPR系统对顺利进行的gRNA省略的启发,想要测试经过工程学省略的gRNA究竟很难改善人类所细胞内中都抑制剂RNA的CRISPR-Cas13的敲降等待时间。”

SanjanaLaboratory之前的深入研究概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA所设计原则,并于2020年3月末撰写在Nature Biotechnology期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些原作者在这项更进一步深入研究中都系统对地分析方法和测试了多种工程学省略。例如,他们注意到,在人类所细胞内系中都,在gRNA中都添加三个用不同类型的氢键相互连接的碱基(硫代磷酸省略)对RNA工程学合转成的敲降灵活性延长了数天。在原代T细胞内中都,这种硫代磷酸省略将CD46(一种直接参与肿瘤细胞内通气的复合物)的理解敲降了60%~65%,而在适用没经过省略的gRNA时仅将CD46理解敲降了40%~45%。

这些原作者还注意到,某些选择性和反向终止省略(inverted terminator modification)也能减少Cas13的活性。对于所有的工程学省略而言,受到省略的RNA碱基所在的位置也很极为极为重要。当放在不正确时,这些省略导致gRNA不能无论如何。文章联合第一原作者、SanjanaLaboratory深入研究工作深入研究员Hans-Hermann Wessels却说,“我们借此这些针对CRISPR-Cas13的经过工程学省略的gRNA的直接性和稳定性的减少将有助于为抑制剂RNA的CRISPR酶在原代细胞内中都的适用铺平道路。”

Sanjana却说,“这些经过工程学省略的gRNA再进一步扩大了DNA第三组和核糖体第三组工程的工具包。对于人类所DNA第三组中都的非编码基因第三组元件,抑制剂DNA不太可能并不那么直接,而其他生物体,如冠状病原体或流感病原体等RNA病原体,根本无法运用原有的核心技术加以抑制剂。”

图像来自Cell Chemical Biology, 2021, doi:10.1016/j.chembiol.2021.07.011。

例如,这些原作者在人类所细胞内中都测试了敲除RNA病原体SARS-CoV-2的通用引导基因第三组段落,注意到只有适用像Cas13这样的抑制剂RNA的CRISPR酶才能实现。SARS-CoV-2重回细胞内并释放出来其RNADNA第三组,然后被核糖体转成更小的RNA,即亚DNA第三组RNA。这些亚DNA第三组RNA负责制造这种病原体复制所需的不同蛋白质,然后病毒其他细胞内。这种通用引导基因第三组在每个亚DNA第三组RNA的开头被注意到。因此,一种直接抑制剂这种通用引导基因第三组的方法不太可能保护细胞内免受这种病原体的再进一步复制和病毒。

同样极为重要的是,CRISPR-Cas13很难在不永久性改变DNADNA第三组基因第三组的才会调控DNA理解,相反像Cas9或Cas12a这样的抑制剂DNA的CRISPR酶很难永久性改变DNADNA第三组基因第三组。Sanjana指出,“在生物体医学深入研究和药物开发计划中都,通常个人主义于采用瞬时通气来焦虑DNA理解。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗接种是瞬时理解的,但会产生一种免疫记忆,这种免疫记忆的持续等待时间将近mRNA的理解年限。”(生物体谷 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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