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World File Search System核酸酶
通过结合机器学习和超高通量筛选，工程高度活跃和多样化的核酸酶酶
优化酶在新型化学环境中起作用是合成生物学具有广泛应用的核心目标。在这项工作中，我们通过使用机器学习（ML）从超高通知功能屏幕中融合进化信息和实验数据来开发一种技术，用于设计蛋白质变体的活跃和多样化的蛋白质变体库。我们在多轮运动中验证了我们的方法，以优化NUCB的活性，nucB的活性，核酸酶酶在慢性伤口的治疗中应用。我们将我们的ML引导运动与维特罗定向进化（DE）和尼里科（Silico In-Silico）命中重组（HR）的平行运动进行了比较。ML引导的运动发现了数百种高度活跃的变体，最多有19倍的核酸酶活性改善，表现优于DE发现的12倍改进，并且在命中率和多样性方面表现出色。我们还表明，仅在进化数据上训练的模型而无需访问任何实验数据，就可以比传统的初始图书馆生成方法以明显高的速率设计功能变体。为了推动ML引导酶设计的未来进展，我们策划了一个55K多种变体的数据集，这是迄今为止最广泛的基因型 - 表型酶活性景观之一。数据和代码可在以下网址提供：https：//github.com/google-deepmind/nuclease_design。
巨噬细胞中DNA外切核酸酶TREX1的增强作为心脏缺血性损伤的治疗
（未通过同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本版的版权持有人于2024年2月22日发布。 https://doi.org/10.1101/2024.02.21.581282 doi：biorxiv Preprint
基因组编辑无核酸酶为编辑的肝细胞赋予了增殖优势，并纠正了威尔逊病
引言威尔逊疾病（WD）是由ATP7B基因中的致病变异引起的一种罕见的常染色体隐性代谢疾病，它编码了P型铜转运ATPase，并且主要在HEPATOCYTES中表达。ATP7B在铜代谢中起着至关重要的作用，为铜蛋白合成提供了铜，并将过量的铜释放到胆汁中。ATP7B功能的丧失会导致肝脏中的有毒铜沉积物，并且在较小程度上，在大脑，眼睛和肾脏中导致慢性肝炎和肝硬化，直到肝脏衰竭，并导致精神病和神经系统缺陷。当前的WD疗法基于螯合剂的去除和减少锌盐铜肠吸收的铜沉积物（1）。治疗在所有WD患者中均不有效，无反应者通常需要肝移植（2）。此外，遵守治疗通常是一个问题，尤其是在青少年中（3，4）。腺相关病毒（AAV）载体被认为是肝脏定向基因治疗的首选载体，并且正在迅速进入诊所（5）。使用AAV载体的经典基因替代方法已在成年ATP7B - / - 小鼠（6）中实现了疾病校正。然而，WD可以在年轻人中表现出来，而在生长肝脏中早期施用了伴有肝AAV载体可能会导致由于肝细胞增殖而导致转基因表达的逐渐丧失。此外，大多数WD患者在诊断时已经存在肝损伤（7），再生反应可能会进一步促进转基因稀释。此策略利用相反，基因组编辑会导致永久性基因组DNA修饰，如果发生增殖，则由子细胞遗传，从而避免转基因稀释。AAV介导的无启动子转基因在白蛋白（ALB）基因座中的靶向整合已被开发为一种安全有效的肝脏定向基因组编辑方法（8）。
通过结合机器学习和超高通量筛选，工程高度活跃和多样化的核酸酶酶
设计酶以在新型化学环境中起作用是合成生物学具有广泛应用的核心目标。在这项工作中，我们描述了一项由机器学习（ML）引导的运动，以设计核酸酶NucB，核酸核酸核酸hut（一种酶）在治疗慢性伤口时应用。在多轮酶演化运动中，我们将超高通量功能筛选与ML相结合，并将其与维特罗定向进化（DE）的平行运动（DE）和硅内命中率重组（HR）进行了比较。ML引导的运动发现了数百种高度活跃的变体，最多有19倍的核酸酶活性改善，表现优于DE发现的12倍改进。此外，ML设计的命中率距离NUCB WildType高达15个突变，在命中率和多样性方面远远超过了HR方法。我们还表明，仅在进化数据上训练的模型而无需访问任何实验数据，就可以比传统的初始图书馆生成方法以明显高的速率设计功能变体。为了推动ML引导设计的未来进展，我们策划了一个55K多种变体的数据集，这是迄今为止最广泛的基因型 - 表型酶活性景观之一。数据和代码可在以下网址提供：https：//github.com/google-deepmind/nuclease_design。
一种工程化的 Cas12i 核酸酶，是动物和植物中有效的基因组编辑工具
VI 型 CRISPR-Cas 系统在基因组编辑方面越来越有吸引力。然而，该系统的天然核酸酶通常效率低下，限制了它们的应用。在这里，我们使用结构引导的合理设计和蛋白质工程来优化一种未表征的 Cas12i 核酸酶 Cas12i3。结果，我们开发了 Cas-SF01，这是一种 Cas12i3 变体，在哺乳动物细胞中表现出显著改善的基因编辑活性。与 SpCas9 和其他 Cas12 核酸酶相比，Cas-SF01 显示出相当或更优异的编辑性能。与天然 Cas12i3 相比，Cas-SF01 具有扩展的 PAM 范围，并能有效识别 NTTN 和非规范 NATN 和 TTVN PAM。此外，我们还发现了一种氨基酸替代物 D876R，它显著降低了脱靶效应，同时保持了较高的靶向活性，从而开发出了 Cas-SF01 HiFi（高保真 Cas-SF01）。最后，我们表明 Cas-SF01 在小鼠和植物中具有较高的基因编辑活性。我们的结果表明，Cas-SF01 可以作为一种强大的基因编辑平台，具有高效性和特异性，适用于各种生物体的基因组编辑应用。
使用重组CAS9核酸酶评估基因组编辑实验中的基因座修饰
用Cas9核糖核蛋白（Cas9核酸酶）在体外消化PCR扩增子是检测indectels的敏感测定法。与不匹配检测分析不同，CAS9具有确定靶向效率超过50％的额外优势。这是有价值的，因为在基因组编辑实验中的靶向效率增加并用于检测分离的细胞菌落或组织中的双重编辑，并且以前仅使用专用PCR或Amplicon测序方法才能实现。
无需核酸酶的基因组编辑赋予编辑肝细胞增殖优势并纠正威尔逊病
简介 威尔逊病 (WD) 是一种罕见的常染色体隐性铜代谢障碍，由 ATP7B 基因的致病变异引起，该基因编码 P 型铜转运 ATPase，主要在肝细胞中表达。ATP7B 在铜代谢中起着关键作用，为铜蛋白合成提供铜，并将过量的铜释放到胆汁中。ATP7B 功能丧失会导致肝脏中出现有毒的铜沉积，在较小程度上还会在脑、眼和肾脏中出现，从而导致慢性肝炎和肝硬化直至肝功能衰竭，以及精神和神经功能障碍。目前对 WD 的治疗方法是通过螯合剂去除铜沉积物和通过锌盐减少肠道对铜的吸收 (1)。这种疗法并非对所有 WD 患者都有效，对治疗无反应的患者通常需要肝移植 (2)。此外，治疗依从性往往是一个问题，尤其是在青少年中 (3, 4)。腺相关病毒 (AAV) 载体被认为是肝脏定向基因治疗的首选载体，并正在迅速进入临床 (5)。使用 AAV 载体的经典基因置换方法已在成年 Atp7b –/– 小鼠中实现了疾病纠正 (6)。然而，WD 可能在年轻个体中表现出来，在生长的肝脏中早期施用游离型 AAV 载体可能会导致由于肝细胞增殖而逐渐丧失转基因表达。此外，大多数 WD 患者在诊断时已经出现肝损伤 (7)，再生反应可能会进一步促进转基因稀释。相反，基因组编辑会导致永久性的基因组 DNA 修饰，如果发生增殖，子细胞会继承这些修饰，从而避免转基因稀释。AAV 介导的白蛋白 (Alb) 基因座内无启动子转基因的靶向整合已被开发为一种安全有效的肝脏定向基因组编辑方法 (8)。该策略利用
具有富含 C 的 PAM 识别功能的新型 CRISPR 型 V 核酸酶家族
大多数 CRISPR 型 V 核酸酶在富含 T 的 PAM 刺激下切割双链 (ds) DNA 靶标，这限制了它们的靶向范围。在这里，我们鉴定并表征了一个新的型 V RNA 引导核酸酶家族 Cas 12l，它专门识别富含 C 的 (5'-CCY-30) PAM。其 CRISPR 基因座内的基因组织类似于 II-B 型 CRISPR-Cas 9 系统，但序列分析和功能研究均将其确立为一个新的型 V 效应物家族。生化实验表明，Cas 12l 核酸酶在 37 至 52°C 之间发挥最佳功能，具体取决于直系同源物，并优先切割超螺旋 DNA。与其他型 V 核酸酶一样，它表现出由 ssDNA 或 dsDNA 靶标识别触发的附带非特异性 ssDNA 和 ssRNA 切割活性。最后，我们表明，一个家族成员 Asp 2 Cas 12 l 可以在异源细胞环境中发挥作用，这表明这一组新的 CRISPR 相关核酸酶可以被用作基因组编辑试剂。
基于 CRISPR 的植物基因编辑
越来越多植物物种的数据变得可用。反过来，基因组编辑工具提供了精确基因编辑的希望，为作物改良提供了新的机会。3 2023 年，第一批转基因植物诞生已有 13 年。这些植物最初是通过传统的转化过程开发的，由农杆菌促进。这种方法现在已经发展到结合涉及锌指核酸酶和归巢内切酶的技术。4-6 TALEN（转录激活因子样效应核酸酶）后来被成功引入植物基因组编辑。7,8 虽然早期的序列特异性核酸酶如转录激活因子样效应物（TAL 效应物）核酸酶、锌指核酸酶和巨核酸酶已经证明