Nat. Chem. Biol. | 反转录子阵列实现基因组多位点编辑

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分享一篇最近发表在Nature Chemical Biology 上的文章,本文的题目是“Simultaneous multi-site editing of individual genomes using retron arrays”。本文的核心是作者们对之前开发的,反转录子单一位点编辑进行了改进,实现多位点同时编辑。本文的通讯作者是来自格莱斯顿数据科学与生物技术研究所的 Seth L. Shipman

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CRISPR 技术的发展极大地简化了构建敲除细胞的过程,并且,其强大之处还在于基因筛选(推荐这篇巧用 CRISPR 筛选解决问题的文章 doi: 10.1016/j.cell.2015.07.016,就可以了解什么样的生物学问题可以用 CRISPR 解决),以及从 CRISPR 技术衍生出来的基因编辑技术,比如 David Liu 开发的先导编辑 Prime Editing 可以做到单碱基上的精确编辑,还有各种剪辑编辑器 Base editor(只能将 A•T-to-G•C 或 C•G-to-T•A)。但是,目前基于 CRISPR 的编辑工具,无法做到一次性对基因组上的多个位点进行编辑。

除了 CRISPR,还有一种基于 Retron(译作“反转录子”)的编辑工具。Retron 是一个复合体,包含逆转录酶和一个非编码 RNA,该非编码 RNA 可以被分成两个区域:不能被逆转录的单链 RNA 区域(msr)和能够逆转录的单链 DNA 区域(msd)。其中,msd 区域被逆转录酶进行逆转录,产生大量的 donor DNA 片段,因此,可以把希望突变的部分设计在 msd 区域中(doi: 10.1073/pnas.2018181118)。



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作者希望同时对多个位点进行编辑,他们进行了各种尝试,比如,将两个 donors 区域进行串联,放在图中蓝灰色 msd loop 中,但是,这一策略会导致越靠近msr 区域(图中橙红色)的 donors 被逆转录出来的效率越低。



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作者又尝试让每一个 donor 都有自己的 msr loop,让 msr 单独表达。这样就解决了上述的问题,并且每个位点的精确编辑效率高达 10%。这一套系统目前在细菌中的效果很好,但在人的细胞中,多位点编辑效果并不如人意。



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总之,本文发展了一种多位点同时编辑的Retron基因编辑工具,对于发展高效的基因编辑技术具有指导性意义。



本文作者:LZH
责任编辑:FTY
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41589-024-01665-7
文章引用:10.1038/s41589-024-01665-7






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