Cell封面 | Did Liu再取新突破:不需要做实验,就能并不知道基因编辑的结果

2021-11-22 02:40:59 来源:
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尽管残基编者器被国际上可用期望点表现型,但是决定残基编者结果的因素尚不相当清楚。

2020年7月23日,迈耶学术研究所Did R. Liu一个团队在Cell 该软件登载新书“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的学术研究专著,该学术研究在哺乳动物蛋白里38,538个基因第三组紧密结合抗病毒上密切相关了11个双链和腺嘌呤残基编者器(CBE和ABE)的序列-活官能关系,并适用扣除结果训练了BE-Hive,这是一种神经网络数学模型,可无论如何预报残基编者表现型结果(R ≈0.9)和灵活官能(R≈0.7)。

学术研究部门以≥90%的无论如何度忽略了3388个与疾病相关的SNV,其里都有675个基因型,其“旁观者”核酸被BE-Hive无论如何预报,因此无法编者。该学术研究见到了从前无法预报的C-to-G或C-to-A编者的决定因素,并利用这些见到以≥90%的无论如何官能忽略了174个病原官能SNV的编码序列。仍要,该学术研究利用BE-Hive的却是来结构设计新颖的CBE则有,以调节编者结果。这些见到启发了残基编者,充分利用了从前较难处理的期望的编者,并为新的典范编者器提供了简化的编者机能。

另外,2020年7月8日,迈耶学术研究所Did R. Liu及华盛顿大学所学院Joseph D. Mougous协同收发在Nature 该软件登载新书“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的学术研究专著,该学术研究刻画了一种细菌除此以外毒素,将其命名为DddA,它可以乙烯dsDNA里胞苷的脱氨。该学术研究结构设计了无毒且无活官能的split-DddA半分子:DddA分割的一部分结构域(mRNA激活子都为效应子缓冲器蛋白)和尿嘧啶糖基化肽抑制剂的融合,激发了无RNA的DddA衍生的双链残基编者器(DdCBE),可乙烯人mtDNA里的C?G到T?A转化,较强很高抗病毒专一官能和产品。该学术研究适用DdCBEs建模生物蛋白里与疾病相关的mtDNA表现型,从而导致呼吸速所部和氧化转录的转变。不含CRISPR的DdCBE可以无论如何地操纵mtDNA,而不是消除因被类似物核酸切割而激发的mtDNA拷贝,这对线粒纤疾病的学术研究和潜在病患较强国际上的含义。

2020年6月29日,迈耶学术研究所Did Liu在Nature Biotechnology 该软件登载新书“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的学术研究专著,该学术研究证明了较强截短的METTL3氨基转移肽结构域或者是METTL3:METTL14氨基转移肽复合物与核定位dCas13融合纤,可以对蛋白质RNA进行专一官能m6A掺入,而前者的融合蛋白脱靶活官能特别很低。跨多个肽链的统一蛋白定量证实,这种类似物RNA氨基化(TRM)系统以很高专一官能诱导了有效的m6A安装在内源RNAmRNA物里。仍要,该学术研究表明TRM可以诱导m6A诱导的mRNA本同位素叠加和为了让官能剪接。这些见到将TRM定下为可用类似物mRNA第三组建筑工程的工具,可以洞察单个m6A修饰的主导作用并深入研究其机能主导作用。

2020年6月22日,迈耶学术研究所Did Liu一个团队在Nature Biotechnology 该软件登载新书“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的流行病学篇文章,该流行病学首先刻画已密切相关的Cas9和Cas12核酸的天然变异纤,并详细介绍较强缩减的类似物以内和专一官能的Cas9和Cas12核酸变异纤的合作开发。接下来,该流行病学讨论残基编者器的合作开发和运用于,这些编者器可无论如何地安装点表现型而无须要双链DNA断裂(DSB)或供纤DNA模板。仍要,该流行病学总结了新兴的CRISPR–Cas基因第三组编者工具,都有诱导大片段DNA重排的Cas转座子和重第三组肽,以及主要编者器,它们以改用类似DNA序列的方式如此一来将编者后的序列加到期望DNA肽链。

基因第三组DNA里类似物核酸的编者是学术研究和病患运用于的一项不应或缺机能。单核酸则有(SNV)约占存留致病基因型的一半,因此有针对官能的点表现型可以倡导遗传病的学术研究或潜在病患。从前,学术研究部门合作开发了双链残基编者器(CBE)和腺嘌呤残基编者器(ABE),它们协同充分利用了所有四个过渡点表现型的类似物(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并较强较很高的期望改用所部与不期望的插入和缺失(indels)比所部。

残基编者的实用官能启发了较强不尽相同要素的残基编者器则有的合作开发。在此之前,通过深入研究少量基因第三组肽链的编者结果来收集这些要素,通常为了让这些肽链与原先的基因第三组编者学术研究相一致。但是,残基编者器和期望序列之除此以外的相互主导作用会以简单的,有时是不非常简单的方式影响编者结果。结果,获得较强所须要灵活官能的所须要表现型通常须要对每个抗病毒进行残基编者和单向导RNA(sgRNA)为了让的经验建模。

某些不适合可用残基编者的规范标准的可行期望才会被忽略,因为可用期望为了让的简单标准无法只不过捕获残基编者的以内。对残基编者的序列和脱氨肽决定因素进行系统,全面的深入研究将增强我们对残基编者器的明白,倡导它们在无论如何地编者运用于程序里的适用,并指导新的残基编者器的合作开发。

篇文章模式图(图源自Cell )

在这项学术研究里,学术研究部门合作开发了包含38,538对sgRNA和靶序列对的创刊号,并将它们紧密结合到三种哺乳动物蛋白一般来说的基因第三组里,以全面密切相关8种流行CBE和ABE的残基编者结果和序列-活官能关系。学术研究部门深入研究了脱氨肽,序列背景和蛋白一般来说在确定残基编者激发的表现型里的主导作用,并合作开发了一种神经网络数学模型,可以在任何期望位置无论如何预报残基编者结果,都有许多从前不应预报的特征。

利用扣除反馈,学术研究部门运用于了各种残基编者器(都有最先结构设计的则有),将3388个与疾病相关的SNV的表现型和2399个编码序列无论如何地校正为野生型(≥90%的清晰度),都有通过非规范的残基编者结果。这些见到极大扩展了我们对残基编者的明白,并洞察了新的和原先刻画的残基编者器的新机能。

类似典故:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan Andrew Did 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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