Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人细胞中的抑制剂效率提高2至5倍

2021-12-06 02:34:46 来源:
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2021年8月11日讯/有机体谷BIOON/;还有在一项最初数据分析之前,美国纽约大学和纽约性状组之前心的Neville Sanjana指导教授及其团队为小分子RNA而不是DNA的CRISPR管理系统共同开发出经过化学剪裁的向导RNA(gRNA),这是推广性状剪裁及其解读水平的最新奋斗。这些经过化学剪裁的gRNA相当程度地增强了在生命细胞核之前小分子;还有、编辑和/或敲降(knockdown);还有RNA的能力。相关数据分析结果于2021年8月2日Skype刊登在Cell Chemical Biology期刊上,指导教授论文原文为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项最初数据分析之前,这些原作者探讨了一系列各有不同的经过剪裁的gRNA,并详述话说明了相对来话说于未经过化学剪裁的gRNA,经过化学剪裁的gRNA如何将CRISPR-Cas13管理系统的小分子稳定性降低2至5倍。他们还注意到,简化的化学剪裁将CRISPR-Cas13的小分子活性从48两星期延展到4天。他们与来自Synthego公司和新泽西州有机体研究中心(New England BioLabs)的化学家们共同,转变成了一个带有蛋白酶纯化和RNA化学专业人士的多样化数据分析团队。为了应用这些简化的化学剪裁,他们小分子来自健康供者的生命T细胞核之前的细胞核表面细胞核因子和RNAHIVSARS-CoV-2的所有可知变体都带有的性状多肽的“通用”影片。

降低CRISPR-Cas13小分子的稳定性和“平均寿命”对化学家们和制剂共同开发者带有极为最主要实用性,可以允许愈来愈好地敲降性状,并有愈来愈多整整数据分析受到敲降的性状如何影响相关途径之前的其他性状。

指导教授论文共同第一原作者、Sanjana研究中心访问学者数据分析员Alejandro Méndez-Mancilla话说,“CRISPR管理系统之前的gRNA送出可能带有可玩性,这是因为gRNA但会快速降解,性状遭受敲降的整整受限制。我们受到了针对其他小分子DNA的CRISPR管理系统进行的gRNA剪裁的范本,想要检验经过化学剪裁的gRNA是否都能改善生命细胞核之前小分子RNA的CRISPR-Cas13的敲降整整。”

Sanjana研究中心之前的数据分析简要了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA设计原则,并于2020年3月刊登在Nature Biotechnology期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些原作者在这项最初数据分析之前管理系统地应用和检验了多种化学剪裁。例如,他们注意到,在生命细胞核系之前,在gRNA之前添加三个用各有不同类型的化学键相互连接的碱基(硫代磷酸剪裁)对RNA靶标的敲降能力延展了数天。在原代T细胞核之前,这种硫代磷酸剪裁将CD46(一种参与免疫细胞管理系统调节的细胞核因子)的解读敲降了60%~65%,而在使用未经过剪裁的gRNA时仅将CD46解读敲降了40%~45%。

这些原作者还注意到,某些突变和反向终止剪裁(inverted terminator modification)也能降低Cas13的活性。对于所有的化学剪裁而言,受到剪裁的RNA碱基所在的位置也很极为最主要。当放置不正确时,这些剪裁避免gRNA不能持久。指导教授论文共同第一原作者、Sanjana研究中心访问学者数据分析员Hans-Hermann Wessels话说,“我们希望这些针对CRISPR-Cas13的经过化学剪裁的gRNA的有效性和稳定性的降低将更进一步为小分子RNA的CRISPR蛋白酶在原代细胞核之前的使用铺平道路。”

Sanjana话说,“这些经过化学剪裁的gRNA进一步扩大了性状组和特异性组建筑工程的工具箱。对于生命性状组之前的非编码多肽器件,小分子DNA可能未必那么有效,而其他微有机体,如HIV性或流感HIV等RNAHIV,根本无法利用既有的管理系统设计加以小分子。”

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

例如,这些原作者在生命细胞核之前检验了敲除RNAHIVSARS-CoV-2的通用借助多肽影片,注意到只有使用像Cas13这样的小分子RNA的CRISPR蛋白酶才能实现。SARS-CoV-2进入细胞核并无罪释放其RNA性状组,然后被特异性成愈来愈小的RNA,即亚性状组RNA。这些亚性状组RNA全权负责仿造这种HIV镜像所需要的各有不同胺基酸,然后传染其他细胞核。这种通用借助多肽在每个亚性状组RNA的开头被注意到。因此,一种有效小分子这种通用借助多肽的方法可能但会确保细胞核免受这种HIV的进一步镜像和传染。

某种程度最主要的是,CRISPR-Cas13都能在不经常性偏离DNA性状组多肽的情况下调控性状解读,相反像Cas9或Cas12a这样的小分子DNA的CRISPR蛋白酶都能经常性偏离DNA性状组多肽。Sanjana声称,“在有机体医学数据分析和制剂共同开发之前,通常倾向于有别于也就是说调节来刺激性状解读。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗是也就是说解读的,时才但会产生一种免疫细胞记忆,这种免疫细胞记忆的持续整整有约mRNA的解读平均寿命。”(有机体谷 Bioon.com)

以下内容:

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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