Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人细胞中的靶向成本提高2至5倍

2021-11-08 02:51:49 来源:
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2021年8月11日讯/生物谷BIOON/那是在一项新的分析之前,美国纽约大学和纽约真核生物组之前心的Neville Sanjana助手及其制作团队为抑制剂RNA而不是DNA的CRISPR系统对合作开发显现出经过化学剪裁的向导RNA(gRNA),这是开拓真核生物剪裁及其表达显现出来水平的月所努力。这些经过化学剪裁的gRNA极大地增强了在有机体蛋白质之前抑制剂那是、主笔和/或敲降(knockdown)那是RNA的技能。涉及分析结果于2021年8月2日离线显现出版在Cell Chemical Biology期刊上,科学论文标题为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项新的分析之前,这些原作者探索了一系列各有不同的经过剪裁的gRNA,并详细真是明了相比于未能经过化学剪裁的gRNA,经过化学剪裁的gRNA如何将CRISPR-Cas13系统对的抑制剂效率大大提高2至5倍。他们还注意到,最佳化的化学剪裁将CRISPR-Cas13的抑制剂活性从48不间断延展到4天。他们与来自Synthego公司和新英格兰生物研究所(New England BioLabs)的化学家们合作,形变成了一个较强核糖体纯化和RNA化学专业知识的新颖分析制作团队。为了领域这些最佳化的化学剪裁,他们抑制剂来自卫生供者的有机体T蛋白质之前的蛋白质很薄受体和RNA病原体SARS-CoV-2的所有可知例外都较强的真核生物多肽的“统一标准”录像。

大大提高CRISPR-Cas13抑制剂的效率和“寿命”对化学家们和抗生素程序员较强极为重要重要性,可以允许更好地敲降真核生物,并有更多时间分析受到敲降的真核生物如何阻碍涉及通路之前的其他真核生物。

科学论文共同第一原作者、Sanjana研究所助手后分析员Alejandro Méndez-Mancilla真是,“CRISPR系统对之前的gRNA派送可能较强挑战性,这是因为gRNA会较快水解,真核生物遭受敲降的时间严格控制。我们受到了针对其他抑制剂DNA的CRISPR系统对进行的gRNA剪裁的启发,想要测试经过化学剪裁的gRNA是否能够改善有机体蛋白质之前抑制剂RNA的CRISPR-Cas13的敲降时间。”

Sanjana研究所之前的分析概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA新设计原则上,并于2020年3月显现出版在Nature Biotechnology期刊上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此基础上,这些原作者在这项新的分析之前系统对地领域和测试了多种化学剪裁。例如,他们注意到,在有机体蛋白质系之前,在gRNA之前添加三个用各有不同类型的化学键相互连接的序列(硫代磷酸剪裁)对RNA贝克曼的敲降技能延展了数天。在原代T蛋白质之前,这种硫代磷酸剪裁将CD46(一种参与生物体对平衡的受体)的表达显现出来敲降了60%~65%,而在用于未能经过剪裁的gRNA时仅将CD46表达显现出来敲降了40%~45%。

这些原作者还注意到,某些甲基化和反向终止剪裁(inverted terminator modification)也能大大提高Cas13的活性。对于所有的化学剪裁而言,受到剪裁的RNA序列所在的位置也很极为重要。当摆放在不正确时,这些剪裁造成gRNA不必抑止。科学论文共同第一原作者、Sanjana研究所助手后分析员Hans-Hermann Wessels真是,“我们决心这些针对CRISPR-Cas13的经过化学剪裁的gRNA的系统性和稳定性的大大提高将有助于为抑制剂RNA的CRISPR核糖体在原**白质之前的用于铺平道路。”

Sanjana真是,“这些经过化学剪裁的gRNA更进一步扩大了真核生物组和酪氨酸组工程施工的工具箱。对于有机体真核生物组之前的非编码多肽元件,抑制剂DNA可能不一定那么有效,而其他微生物,如冠状病原体或流感病原体等RNA病原体,不太可能利用既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,这些原作者在有机体蛋白质之前测试了敲除RNA病原体SARS-CoV-2的统一标准借助多肽录像,注意到只有用于像Cas13这样的抑制剂RNA的CRISPR核糖体才能实现。SARS-CoV-2进入蛋白质并释放其RNA真核生物组,然后被酪氨酸变成更小的RNA,即亚真核生物组RNA。这些亚真核生物组RNA负责制造这种病原体粘贴所才可的各有不同蛋白质,然后病毒感染其他蛋白质。这种统一标准借助多肽在每个亚真核生物组RNA的简短被注意到。因此,一种有效抑制剂这种统一标准借助多肽的方法会保护蛋白质免受这种病原体的更进一步粘贴和病毒感染。

或多或少重要的是,CRISPR-Cas13能够在不永久性相反DNA真核生物组多肽的前提调控真核生物表达显现出来,意味著像Cas9或Cas12a这样的抑制剂DNA的CRISPR核糖体能够永久性相反DNA真核生物组多肽。Sanjana指显现出,“在生物医学分析和抗生素合作开发之前,通常倾向于采用规律性平衡来刺激真核生物表达显现出来。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA乙型肝炎是规律性表达显现出来的,但会产生一种免疫记忆,这种免疫记忆的持续时间最多mRNA的表达显现出来寿命。”(生物谷 Bioon.com)

摘要:

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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