Cell子刊:经过化学修饰的gRNA可将CRISPR-Cas13在人细胞膜中的靶向效率提高2至5倍

2021-11-08 00:59:42 来源:
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2021年8月底11日讯/脊椎动物谷BIOON/---在一项属于自己研究者中所,美国明尼阿波利斯大学和明尼阿波利斯线粒体组中所心的Neville Sanjana博士及其工作团队为特异性RNA而不是DNA的CRISPR子系统开发设计显现出经过化学剪裁的向导RNA(gRNA),这是扩张线粒体剪裁及其表达显现出来水平的最新努力。这些经过化学剪裁的gRNA相当大地增强了在脊椎动物细胞核中所特异性---、编辑和/或敲降(knockdown)---RNA的能力。就其研究者结果于2021年8月底2日Skype出版在Cell Chemical Biology刊物上,学术著作末尾为“Chemically modified guide RNAs enhance CRISPR-Cas13 knockdown in human cells”。

在这项属于自己研究者中所,这些创作者探索了一系列不同的经过剪裁的gRNA,并详细真是明了相比于并未经过化学剪裁的gRNA,经过化学剪裁的gRNA如何将CRISPR-Cas13子系统的特异性效率减少2至5倍。他们还断定,优化的化学剪裁将CRISPR-Cas13的特异性活性从48每隔延长到4天。他们与来自Synthego美国公司和新英格兰脊椎动物研究工作团队(New England BioLabs)的科学界们合作,形成了一个较强蛋白质浓缩和RNA化学资质的多样化研究者工作团队。为了运用于这些优化的化学剪裁,他们特异性来自健康供者的脊椎动物T细胞核中所的细胞核表面蛋白质和RNA病原体SARS-CoV-2的所有已知变体都较强的线粒体氨基酸的“国际标准化组织”片断。

减少CRISPR-Cas13特异性的效率和“寿命”对科学界们和抗生素Valve较强这两项价值,可以允许更好地敲降线粒体,并有更多时长研究者受到敲降的线粒体如何不良影响就其通路中所的其他线粒体。

学术著作合作第一创作者、Sanjana研究工作团队芝加哥大学研究者员Alejandro Méndez-Mancilla真是,“CRISPR子系统中所的gRNA递送也许较强挑战性,这是因为gRNA但会较慢裂解,线粒体造成了敲降的时长受到限制。我们受到了针对其他特异性DNA的CRISPR子系统完成的gRNA剪裁的启蒙,想要检测经过化学剪裁的gRNA是否尽也许改善脊椎动物细胞核中所特异性RNA的CRISPR-Cas13的敲降时长。”

Sanjana研究工作团队此前的研究者概述了针对CRISPR-Cas13的最佳gRNA设计原则,并于2020年3月底出版在Nature Biotechnology刊物上(Nature Biotechnology, 2021, doi:10.1038/s41587-020-0456-9)。在此一新,这些创作者在这项属于自己研究者中所子新方法运用于和检测了多种化学剪裁。例如,他们断定,在脊椎动物细胞核系中所,在gRNA中所填充三个用不同类型的水分子连接起来的碱基(硫代磷酸剪裁)对RNA索科利夫卡的敲降能力延长了数天。在原代T细胞核中所,这种硫代磷酸剪裁将CD46(一种参与自体子系统调控的蛋白质)的表达显现出来敲降了60%~65%,而在适用并未经过剪裁的gRNA时仅将CD46表达显现出来敲降了40%~45%。

这些创作者还断定,某些甲基化和交叉终止剪裁(inverted terminator modification)也能减少Cas13的活性。对于所有的化学剪裁而言,受到剪裁的RNA碱基所在的后方也很这两项。当放置不正确时,这些剪裁导致gRNA无法发挥作用。学术著作合作第一创作者、Sanjana研究工作团队芝加哥大学研究者员Hans-Hermann Wessels真是,“我们期望这些针对CRISPR-Cas13的经过化学剪裁的gRNA的实证性和可靠性的减少将有助于为特异性RNA的CRISPR蛋白质在原代细胞核中所的适用铺平道路。”

Sanjana真是,“这些经过化学剪裁的gRNA进一步缩减了线粒体组和酪氨酸组扩建工程的工具箱。对于脊椎动物线粒体组中所的非编码氨基酸组件,特异性DNA也许却是那么实证,而其他微脊椎动物,如冠状病原体或流感病原体等RNA病原体,根本无法利用原有的技术加以特异性。”

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

例如,这些创作者在脊椎动物细胞核中所检测了敲除RNA病原体SARS-CoV-2的国际标准化组织引导氨基酸片断,断定只有适用像Cas13这样的特异性RNA的CRISPR蛋白质才能充分利用。SARS-CoV-2进入细胞核并释放其RNA线粒体组,然后被酪氨酸成更小的RNA,即亚线粒体组RNA。这些亚线粒体组RNA交由制造这种病原体解码所需的不同蛋白质,然后感染其他细胞核。这种国际标准化组织引导氨基酸在每个亚线粒体组RNA的末尾被断定。因此,一种实证特异性这种国际标准化组织引导氨基酸的工具也许但会保护细胞核能避免这种病原体的进一步解码和感染。

都只不可忽视的是,CRISPR-Cas13尽也许在不经常性彻底改变DNA线粒体组氨基酸的情况下调控线粒体表达显现出来,同样像Cas9或Cas12a这样的特异性DNA的CRISPR蛋白质尽也许经常性彻底改变DNA线粒体组氨基酸。Sanjana反驳,“在脊椎动物医学研究者和抗生素开发设计中所,通常倾向于转用规律性调控来诱导线粒体表达显现出来。例如,针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗接种是规律性表达显现出来的,但但会产生一种自体潜意识,这种自体潜意识的持续时长最多mRNA的表达显现出来寿命。”(脊椎动物谷 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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