Nature:操縱Cas9的REC3結(jie)構域可大(da)幅降低CRISPR-Cas9的脫靶效應
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2021-07-15
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Nature:操縱Cas9的(de)REC3結(jie)構域可(ke)大(da)幅降低(di)CRISPR-Cas9的(de)脫(tuo)靶效應(ying)
? ? ? ? 在(zai)一(yi)項新的(de)研(yan)究中,來(lai)自美國加州(zhou)大(da)學(xue)伯克(ke)利分校、麻省總醫院、哈佛(fo)醫學(xue)院和(he)勞(lao)倫斯伯克(ke)利國家實驗室的(de)研(yan)究人員鑒定出Cas9蛋白(bai)中的(de)一(yi)個關(guan)鍵區(qu)域(yu)決定著(zhu)CRISPR-Cas9如(ru)何精準地對靶DNA序(xu)列(lie)進行編(bian)輯,對它進行微(wei)調可產生(sheng)超精準的(de)基因編(bian)輯器(qi),并且使得(de)該(gai)基因編(bian)輯器(qi)的(de)脫靶切割(off-target cutting)活性(xing)降低到有史以來(lai)的(de)最低水(shui)平。相關(guan)研(yan)究結果(guo)于2017年9月20日在(zai)線(xian)發表(biao)在(zai)Nature期刊上,論(lun)文(wen)標題(ti)為(wei)“Enhanced proofreading governs CRISPR–Cas9 targeting accuracy”。論(lun)文(wen)通信作(zuo)者為(wei)加(jia)州大(da)學伯克(ke)利分(fen)校分(fen)子與教授、霍華德-休斯醫學研究(jiu)所(suo)研究(jiu)員Jennifer Doudna博士。
? ? ? ? 在(zai)CRISPR-Cas9中,Cas9蛋白(bai)起著結(jie)合和切割DNA的(de)(de)(de)作用(yong)。這(zhe)些研究人(ren)員(yuan)說,他們(men)鑒定出(chu)的(de)(de)(de)這(zhe)種蛋白(bai)區域作為DNA切割的(de)(de)(de)一種主控制器發(fa)揮作用(yong),是對Cas9進行(xing)重新設(she)計進一步提高它的(de)(de)(de)切割精準度的(de)(de)(de)一種顯而易見(jian)的(de)(de)(de)靶標。這(zhe)種方法應當(dang)有(you)助科(ke)學家們(men)定制設(she)計Cas9變異(yi)體,從而使得CRISPR-Cas9在(zai)錯誤位點上對DNA進行(xing)編輯的(de)(de)(de)幾(ji)率最小化(hua)。當(dang)利用(yong)CRISPR-Cas9在(zai)人(ren)體進行(xing)時,這是(shi)一個關(guan)鍵的考慮因素(su)。
? ? ? ? 一種提(ti)高精準度(du)的策(ce)略(lve)是在這種控制性的被稱(cheng)作REC3的蛋白結構(gou)域中引入突(tu)變(bian),然后觀察哪些突(tu)變(bian)會(hui)提(ti)高精準度(du),同時不(bu)會(hui)影響(xiang)在靶(ba)切割(on-target cutting)的效(xiao)率。
? ? ? ? 論文共同(tong)第(di)一作者(zhe)、Doudna實(shi)驗室研究生(sheng)Janice Chen說,“我(wo)們(men)發(fa)現即便Cas9的REC3結構(gou)(gou)域(yu)發(fa)生(sheng)微(wei)小的變化也會(hui)影響在靶(ba)(ba)編輯和脫(tuo)靶(ba)(ba)編輯之間(jian)的差(cha)異(yi),這提示著這個(ge)結構(gou)(gou)域(yu)明(ming)顯是通過深入地誘發(fa)突(tu)變來(lai)改善(shan)靶(ba)(ba)向(xiang)特異(yi)性的候(hou)選者(zhe)。作為這項研究的延伸(shen),相比(bi)于我(wo)們(men)之前開展的靶(ba)(ba)向(xiang)突(tu)變,我(wo)們(men)能夠(gou)在REC3結構(gou)(gou)域(yu)中更加(jia)無偏向(xiang)性地引入突(tu)發(fa)。”其他的論文共同(tong)第(di)一作者(zhe)為加(jia)州(zhou)大學(xue)伯(bo)克(ke)利分校(xiao)的Yavuz Dagdas和哈佛醫學(xue)院的Benjamin Kleinstiver。
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