CRISPR-Cas9钙离子的突变卡罗斯系统设计自问世以来没多久因其辽阔的广泛应用现状吸引了众多关注。然而,CRISPR-Cas9的系统的卡罗斯稳定度问题阻碍了其进一步的实际广泛应用。当Cas9在DNA兹定位点诱导DNA双链断裂后,其重建方式的自由选择决定了最终的卡罗斯产物:只有成功进行同源合并(HR)才可收尾其可能会突变的卡罗斯,而再次发生非同源下侧通往(NHEJ)则可能会掀起突变敲除。因此,层面内认为:如果可以所致操纵Cas9切出DNA后的双链断裂重建自由选择偏向,理论上就可以改变突变凋亡紧密结合的稳定度。
eLife 周刊在线发表了同济大学附属第一妇婴保健院、生命科学与系统设计学院毛志勇与高绍荣副教授课题组合作的篇名A high-throughput small molecule screen identifies farrerol as a potentiator of CRISPR/Cas9-mediated genome editing 的文章。这项实习中,团队团员在毛志勇课题组前期建立的紫色萤光DNA双链断裂重建报告钙离子株中(Nucleic Acids Research, 2019)紧密结合了可由多半山芝诱导内切肽I-SceI暗示的多肽。透过这一新型的系统,可实现比较简单更快地通过多半山芝诱导DNA兹定位点再次发生双链断裂,并基于流式钙离子系统设计分析钙离子萤光,从而推论钙离子内的DNA双链断裂重建可能。
研究团队透过该核酸比对SDK,确认出了核酸氟化物——海棠芝(farrerol)可显着增进HR重建,并对NHEJ重建稳定度无明显因素。基于此,研究团队决定尝试透过海棠芝减低CRISPR-Cas9钙离子的突变凋亡紧密结合稳定度。试验中结果表明:海棠芝在人和小鼠钙离子中的多个DNA位点必需实现更有效精确地凋亡紧密结合。此外,海棠芝在小鼠胚胎水平也必需有效增进凋亡紧密结合稳定度,随后给与的凋亡紧密结合小鼠也兼具排卵系传递的能力。
该合作研究团队建立的新型核酸比对的系统不具备以下几项优势:(1)DNA双链断裂重建受钙离子周期因素相当程度,而转染本身可能会对钙离子周期产生一定因素。由于该的系统须要转入多半山芝即可诱导双链断裂,而不需任何其可能会突变的转染,因此避免了由转染对DNA重建产生的潜在干扰;(2)本的系统可配合流式钙离子系统设计或高层面比对的系统进行高效客观的定量;(3)比对给与的因素DNA双链断裂重建的氟化物不仅可用于操纵Cas9卡罗斯稳定度,还不具备其他多项潜在广泛应用价值。如可透过依赖性DNA重建的核酸口服凋亡癌症或与其他方法进行联合凋亡治疗,以及透过增进DNA重建的核酸口服改善DNA稳定度以减慢衰老的再次发生。
毛志勇与高绍荣副教授课题组的该科学论文,将得益于CRISPR-Cas9钙离子的突变凋亡紧密结合稳定度。此外,该实习发现海棠芝通过增进合并肽RAD51的更快招募,进而减低HR重建中的极其精确的亚自营——突变转换(gene conversion)或者交换(crossover)——的稳定度,而对可能产生重复序列合并的遗传物质退火(single strand annealing)自营有显着依赖性作用;该核酸氟化物对不尽相同钙离子的DNA稳定度、核型及胚胎发育都没有显着的因素,而目前被广泛使用的增进CRISPR-Cas9钙离子的突变凋亡紧密结合的核酸SCR7及RS-1仅表现出了不尽相同程度的突变或发育口服。该实习的研究结果提示:海棠芝既可以通过减低HR重建稳定度增进不尽相同物种、不尽相同位点的凋亡紧密结合稳定度,又兼具较低的钙离子和胚胎口服,预示其不具备关键的转化广泛应用潜力。
早期出处:
Weina Zhang, Yu Chen, Jiaqing Yang, et al.A high-throughput small molecule screen identifies farrerol as a potentiator of CRISPR/Cas9-mediated genome editing.Elife. 2020 Jul 9;9:e56008. doi: 10.7554/eLife.56008.
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