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摘要 Prime editing 是一种近期出现的精确基因组编辑方式，其多功能性为包括靶向基因疗法开发在内的广泛应用提供了前景。然而，其优化和使用的一个突出瓶颈是难以将大型 prime 编辑复合物递送到细胞中。在这里，我们证明将 prime 编辑构建体包装在腺病毒衣壳中可以克服这一限制，从而在转化和非转化的人类细胞中实现强大的基因组编辑，效率高达 90%。使用这种不依赖细胞周期的递送平台，我们发现 prime 编辑活动与细胞复制之间存在直接相关性，并揭示了准确的 prime 编辑事件与不需要的副产物之间的比例可能受靶细胞环境的影响。因此，腺病毒载体颗粒允许在人类细胞中有效地递送和测试 prime 编辑试剂，而与它们的转化和复制状态无关。本文整合的基因传递和基因编辑技术有望帮助研究在众多实验环境中以及最终在体外或体内治疗环境中进行主要编辑的潜力和局限性。简介基于序列可定制的向导 RNA (gRNA) 和 CRISPR 相关 (Cas) 核酸酶的可编程核酸酶是强大的基因组编辑工具 (1,2)。然而，除了脱靶诱变 (3-9) 之外，可编程核酸酶通常会因非法重组过程修复双链断裂 (DSB) 而产生复杂的靶等位基因破坏和大规模基因组重排 (10,11)。因此，最近的基因组编辑发展包括从 DNA 切割发展到基于切口 Cas 蛋白本身 (12–14) 的 DNA 非切割技术，或基于这些与 DNA 修饰部分融合的 RNA 可编程切口酶，例如碱基编辑器和最近的 prime editors (15,16)。Prime 编辑允许安装任何单个碱基对替换以及明确定义的小插入或删除，同时不需要 DSB 或供体 DNA 底物 (15)。Prime editors 由扩展的 gRNA 和 Cas9 H840A 切口酶组成，它们与工程逆转录酶 (RT) 融合，分别命名为 pegRNA 和 PE2 (补充图 S1A)。pegRNA 由 3' 端共价连接到编码目标编辑的 RT 模板和 RT 引物结合位点 (PBS) 的 gRNA 形成。位点特异性基因组 DNA 切口产生 3' 端 DNA 瓣，经 PBS 退火后，在 RNA 模板上引发 RT 介导的 DNA 合成。PE2 和 PE3。DNA 拷贝杂交至互补靶 DNA 后，编辑最终通过连续链解析反应整合到基因组中（补充图 S1B）。Prime 编辑有两种主要方式，即前者系统需要传递 PE2：pegRNA 复合物；后者依赖于这些复合物与传统 gRNA 一起转移。在 PE3 系统中，gRNA 指导的未编辑 DNA 链切口促进了使用编辑链作为修复模板（补充图 S1B）。尽管 Prime 编辑原理具有巨大的潜力和多功能性，但仍存在一些需要识别、仔细评估和解决的特定缺陷。大型的 Prime 编辑核糖核蛋白复合物由 ∼ 125 个核苷酸长的 pegRNA 和由 6.3 kb ORF 编码的 238 kDa 融合蛋白组成，这带来了巨大的生产和交付问题。事实上，生产足够数量的 >100 kDa 蛋白质尤其具有挑战性。此外，尽管病毒载体是最有效的基因组编辑工具递送系统之一 (17)，但最常用的平台基于 ∼ 15 nm 腺相关病毒 (AAV) 颗粒，由于其包装容量有限（∼ 4.7 kb）（17），不适合转移全长 Prime 编辑序列。完全病毒基因删除的腺病毒载体（也称为高容量腺病毒载体），以下称为腺载体颗粒 (AdVP)，聚集了一组有价值的特征，即； (i) 大包装容量（即高达 36 kb），(ii) 严格的游离性，(iii) 高遗传稳定性；(iv) 容易的细胞趋向性改变和 (v) 高效转导分裂和静止细胞 (17–21)。在这里，我们研究了定制这些 ∼ 90 nm 生物纳米粒子用于全长主要编辑组件的一次性转移的可行性和实用性，并且由于潜在或影响主要编辑结果的细胞过程基本上是未知的，利用后一个特性来研究细胞周期对这种位点特异性 DNA 修饰原理的作用。材料和方法 细胞
基于 CRISPR 切口酶的软基因组编辑
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