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

2021-10-26 04:15:27 来源:
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2021年8月末11日讯/生物谷BIOON/源泉在一项取而代之分析中会,美国纽约大学和纽约测序中会心的Neville Sanjana麻省理工学院及其工作团队为凋亡RNA而不是DNA的CRISPR系统开发造出经过化学省略的向导RNA(gRNA),这是拓展DNA省略及其理解水平的最新决心。这些经过化学省略的gRNA相当程度地增强了在生命蛋白中会凋亡源泉、总编和/或敲降(knockdown)源泉RNA的潜能。相关分析结果于2021年8月末2日技术的发展软件发表在Cell Chemical Biology期刊上,学术著作歌名为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项取而代之分析中会,这些著者探索了一系列不同的经过省略的gRNA,并详实问道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系统的凋亡灵活性提升2至5倍。他们还找到,简化的化学省略将CRISPR-Cas13的凋亡活性从48小时延长到4天。他们与来自Synthego日本公司和新英格兰生物Laboratory(New England BioLabs)的科学界们合作,逐步形成了一个具蛋白酶纯化和RNA化学专业知识的大众化分析工作团队。为了技术的发展这些简化的化学省略,他们凋亡来自健康供者的生命T蛋白中会的蛋白外层受体和RNA菌株SARS-CoV-2的所有已知类似于都具的DNA核酸的“通用”片段。

提升CRISPR-Cas13凋亡的灵活性和“停留时间”对科学界们和用药开发者具极为极其重要重要性,可以允许更为好地敲降DNA,并有更为多时长分析受到敲降的DNA如何制约相关路中中会的其他DNA。

学术著作共同第一著者、SanjanaLaboratory分析员分析员Alejandro Méndez-Mancilla问道,“CRISPR系统中会的gRNA递送显然具吸引力,这是因为gRNA会快速分解,DNA遭遇敲降的时长妨碍。我们受到了针对其他凋亡DNA的CRISPR系统顺利进行的gRNA省略的启发,想的测试经过化学省略的gRNA是否很难改善生命蛋白中会凋亡RNA的CRISPR-Cas13的敲降时长。”

SanjanaLaboratory之前的分析概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA设计原则,并于2020年3月末发表在Nature Biotechnology期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些著者在这项取而代之分析中会系统化技术的发展和的测试了多种化学省略。例如,他们找到,在生命蛋白系中会,在gRNA中会添加三个用不同多种类型的分子结构相互连接的碱基(硫代磷酸省略)对RNA化学合成的敲降潜能延长了数天。在原代T蛋白中会,这种硫代磷酸省略将CD46(一种直接参与抗体系统调节的受体)的理解敲降了60%~65%,而在使用未经过省略的gRNA时仅将CD46理解敲降了40%~45%。

这些著者还找到,某些甲基化和反向终止省略(inverted terminator modification)也能提升Cas13的活性。对于所有的化学省略而言,受到省略的RNA碱基所在的位置也很极为极其重要。当置于不正确时,这些省略所致gRNA不用发挥作用。学术著作共同第一著者、SanjanaLaboratory分析员分析员Hans-Hermann Wessels问道,“我们渴望这些针对CRISPR-Cas13的经过化学省略的gRNA的有灵活性性和特性的提升将有助于为凋亡RNA的CRISPR蛋白酶在原**白中会的使用铺平道路。”

Sanjana问道,“这些经过化学省略的gRNA有利于缩小了测序和核苷酸小组建设工程的一个大。对于生命测序中会的非编码核酸元件,凋亡DNA显然并不那么有灵活性,而其他微生物,如冠状菌株或流感菌株等RNA菌株,不太显然依靠现有的技术加以凋亡。”

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

例如,这些著者在生命蛋白中会的测试了敲除RNA菌株SARS-CoV-2的通用借助核酸片段,找到只有使用像Cas13这样的凋亡RNA的CRISPR蛋白酶才能做到。SARS-CoV-2进入蛋白并释放其RNA测序,然后被核苷酸成更为小的RNA,即亚测序RNA。这些亚测序RNA负责制造这种菌株激活所需的不同酵素,然后病毒感染其他蛋白。这种通用借助核酸在每个亚测序RNA的开头被找到。因此,一种有灵活性凋亡这种通用借助核酸的方法显然会保护蛋白易受这种菌株的有利于激活和病毒感染。

同样极其重要的是,CRISPR-Cas13很难在不永久性相反DNA测序核酸的情况下管控DNA理解,相反像Cas9或Cas12a这样的凋亡DNA的CRISPR蛋白酶很难永久性相反DNA测序核酸。Sanjana引述,“在生物医学分析和用药开发中会,通常倾向于运用于瞬时调节来性刺激DNA理解。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗是瞬时理解的,但会产生一种抗体知觉,这种抗体知觉的持续时长至少mRNA的理解停留时间。”(生物谷 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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