Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Nieuw genoombewerkingsplatform verhoogt de nauwkeurigheid van CRISPR-systemen aanzienlijk

Anonim

Een genoom-editing-systeem van de volgende generatie, ontwikkeld door onderzoekers van het Massachusetts General Hospital (MGH), vermindert aanzienlijk het risico van het produceren van ongewenste, afwijkende genenmutaties. In een paper ontvangen online publicatie in Nature Biotechnology, de onderzoekers een nieuwe op CRISPR gebaseerde RNA-geleide nuclease-technologie die gebruik maakt van twee gids-RNA's, aanzienlijk verminderen van de kans op doorsnijden van DNA-strengen op niet-passende sites.

advertentie


"Dit systeem combineert het gebruiksgemak van het veel gebruikte CRISPR / Cas-systeem met een dimerisatie-afhankelijke nuclease-activiteit die een hogere specificiteit van actie verleent", zegt J. Keith Joung, MD, PhD, associate chief for Research in het MGH Department of Pathologie en senior auteur van het rapport. "Hogere specificiteit zal essentieel zijn voor een toekomstig klinisch gebruik van deze nucleasen, en de nieuwe klasse van eiwitten die we beschrijven zou een belangrijke optie kunnen zijn voor het bewerken van therapeutisch genoom."

Engineered CRISPR-Cas-nucleasen - genoombewerkingsgereedschappen die een kort RNA-segment combineren dat overeenkomt met het DNA-doelwit met een DNA-knipenzym genaamd Cas9 - zijn sinds de initiële ontwikkeling in 2012 onderwerp van veel onderzoek. Gemakkelijker te gebruiken dan de eerdere ZFN (zinkvinger-nuclease) en TALEN (transcriptie-activator-achtige effector-nuclease) systemen, hebben ze met succes genomische veranderingen geïnduceerd in verschillende diermodelsystemen en in menselijke cellen. Maar in een vorige Nature Biotechnology- paper die in juni 2013 werd gepubliceerd, meldde het team van Joung dat CRISPR-Cas-nucleasen extra mutaties in menselijke cellen kunnen produceren, zelfs op plaatsen die maar liefst vijf nucleotiden van het DNA-doelwit verschilden.

Om deze situatie aan te pakken, ontwikkelden de onderzoekers een nieuw platform waarin de richtfunctie van Cas9 werd gefuseerd met een nuclease afgeleid van een goed gekarakteriseerd enzym genaamd Fokl, dat alleen functioneert wanneer twee kopieën van het molecuul worden gepaard, een relatie die dimerisatie wordt genoemd. Deze verandering verdubbelde in feite de lengte van het DNA dat herkend moet worden voor splitsing door deze nieuwe CRISPR-RNA-geleide Fokl-nucleasen (RFN's), waardoor de nauwkeurigheid van genoombewerking in menselijke cellen aanzienlijk wordt verhoogd. Belangrijk is dat Joung en zijn collega's ook hebben aangetoond dat deze nieuwe RFN's even effectief zijn bij on-target modificatie als bestaande Cas9-nucleasen die op een kortere DNA-sequentie zijn gericht.

"Door de lengte van de herkende DNA-sequentie te verdubbelen, hebben we een nieuwe klasse genoombewerkingshulpmiddelen ontwikkeld met substantieel verbeterde betrouwbaarheid vergeleken met bestaande wildtype Cas9-nucleasen en -knipogen (enzymen die een enkele DNA-streng splitsen)", zegt Joung, een universitair hoofddocent Pathologie aan de Harvard Medical School. Het onderzoeksteam heeft ook software ontwikkeld waarmee gebruikers potentiële doelsites voor deze RFN's kunnen identificeren en die mogelijkheid kunnen integreren in ZiFiT Targeter, een softwarepakket dat gratis beschikbaar is op //zifit.partners.org.

advertentie



Verhaal Bron:

Materialen geleverd door Massachusetts General Hospital . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Shengdar Q Tsai, Nicolas Wyvekens, Cyd Khayter, Jennifer A Foden, Vishal Thapar, Deepak Reyon, Mathew J Goodwin, Martin J Aryee, J Keith Joung. Dimere CRISPR RNA-geleide FokI-nucleasen voor zeer specifieke genoombewerking . Natuurbiotechnologie, 2014; DOI: 10.1038 / nbt.2908