Nature:操縱Cas9的REC3結構域可大幅降低CRISPR-Cas9的脫靶效應
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2021-07-15
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Nature:操縱Cas9的REC3結構域可大幅降低CRISPR-Cas9的脫靶效應
? ? ? ? 在一項新的研究中,來(lái)自美國加州大學(xué)伯克利分校、麻省總醫院、哈佛醫學(xué)院和勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室的研究人員鑒定出Cas9蛋白中的一個(gè)關(guān)鍵區域決定著(zhù)CRISPR-Cas9如何精準地對靶DNA序列進(jìn)行編輯,對它進(jìn)行微調可產(chǎn)生超精準的基因編輯器,并且使得該基因編輯器的脫靶切割(off-target cutting)活性降低到有史以來(lái)的最低水平。相關(guān)研究結果于2017年9月20日在線(xiàn)發(fā)表在Nature期刊上,論文標題為“Enhanced proofreading governs CRISPR–Cas9 targeting accuracy”。論文通信作者為加州大學(xué)伯克利分校分子與細胞生物學(xué)教授、霍華德-休斯醫學(xué)研究所研究員Jennifer Doudna博士。
? ? ? ? 在CRISPR-Cas9中,Cas9蛋白起著(zhù)結合和切割DNA的作用。這些研究人員說(shuō),他們鑒定出的這種蛋白區域作為DNA切割的一種主控制器發(fā)揮作用,是對Cas9進(jìn)行重新設計進(jìn)一步提高它的切割精準度的一種顯而易見(jiàn)的靶標。這種方法應當有助科學(xué)家們定制設計Cas9變異體,從而使得CRISPR-Cas9在錯誤位點(diǎn)上對DNA進(jìn)行編輯的幾率最小化。當利用CRISPR-Cas9在人體進(jìn)行基因治療時(shí),這是一個(gè)關(guān)鍵的考慮因素。
? ? ? ? 一種提高精準度的策略是在這種控制性的被稱(chēng)作REC3的蛋白結構域中引入突變,然后觀(guān)察哪些突變會(huì )提高精準度,同時(shí)不會(huì )影響在靶切割(on-target cutting)的效率。
? ? ? ? 論文共同第一作者、Doudna實(shí)驗室研究生Janice Chen說(shuō),“我們發(fā)現即便Cas9的REC3結構域發(fā)生微小的變化也會(huì )影響在靶編輯和脫靶編輯之間的差異,這提示著(zhù)這個(gè)結構域明顯是通過(guò)深入地誘發(fā)突變來(lái)改善靶向特異性的候選者。作為這項研究的延伸,相比于我們之前開(kāi)展的靶向突變,我們能夠在REC3結構域中更加無(wú)偏向性地引入突發(fā)?!逼渌恼撐墓餐谝蛔髡邽榧又荽髮W(xué)伯克利分校的Yavuz Dagdas和哈佛醫學(xué)院的Benjamin Kleinstiver。
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