最初发表于:Thouvenot, Benoit;Roitel, Olivier;Tomasina, Julie;等人;Favrot, Claude (2020)。转录移码导致蛋白质过敏性。《临床研究杂志》,130(10):5477-5492。DOI:https://doi.org/10.1172/jci126275
1 阿尔伯塔大学物理系,艾伯塔省埃德蒙顿 T6G 2E1,加拿大;munshi1@ualberta.ca (SM);kneupane@ualberta.ca (KN);ileperum@ualberta.ca (SMI);mhalma@ualberta.ca (MTJH) 2 马里兰大学细胞生物学和分子遗传学系,马里兰州帕克分校 20742,美国;jkelly22@umd.edu (JAK);chalpern@terpmail.umd.edu (CFH) 3 霍华德休斯医学研究所珍莉莉亚研究园区,弗吉尼亚州阿什本 20147,美国 4 阿尔伯塔大学李嘉诚病毒学研究所,艾伯塔省埃德蒙顿 T6G 2E1,加拿大* 通讯地址:dinman@umd.edu (JDD);sloerch@ucsc.edu (SL); michael.woodside@ualberta.ca (MTW) † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。‡ 当前地址:美国加利福尼亚州圣克鲁斯市加利福尼亚大学化学与生物化学系,邮编 95064。
摘要:非缺血性扩张型心肌病 (DCM) 是需要心脏移植的最常见疾病之一。尽管这种疾病的病因复杂,但巨型肌节蛋白 Titin 的移码突变可以解释多达 25% 的家族性 DCM 病例和 18% 的散发性 DCM 病例。许多研究表明,使用 CRISPR/Cas9 进行基因组编辑可以纠正肌节蛋白的截短突变,并为肌编辑奠定了基础。然而,这些疗法仍处于不成熟状态,只有少数研究表明它们可以有效治疗心脏疾病。本文假设,Titin (TTN) 特异性基因结构允许在广泛的位置应用肌编辑方法来重塑 TTN 变体并治疗 DCM 患者。此外,为了为开发有效的 DCM 肌编辑方法铺平道路,我们筛选并选择了 TTN 中有希望的靶位。我们从概念上探索了对称外显子的删除作为一种治疗方法,以在移码突变的情况下恢复 TTN 的阅读框架。我们确定了一组 94 个潜在的 TTN 候选外显子,我们认为这些外显子特别适合这种治疗性删除。通过这项研究,我们旨在为开发新疗法做出贡献,以有效治疗由编码具有模块化结构的蛋白质(例如 Obscurin)的基因突变引起的肌病和其他疾病。
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对氨基酸序列的影响:1. 沉默突变:氨基酸序列无变化(相同的氨基酸序列)2. 错义突变:用一种氨基酸替代另一种氨基酸。3. 无义突变:密码子转变为终止密码子,导致翻译提前终止。4. 移码突变:插入或删除核苷酸,导致阅读框发生改变,从而改变整个下游氨基酸序列。• 基因特异性效应:突变的影响
杜氏肌营养不良症是一种罕见且致命的遗传性疾病,因 DMD 基因突变导致进行性肌肉萎缩。我们使用 CRISPR-Cas9 Prime 编辑技术开发了不同的策略来纠正 DMD 基因中外显子 52 或外显子 45 至 52 缺失的移码突变。使用优化的 epegRNA,我们能够在高达 32% 的 HEK293T 细胞和 28% 的患者成肌细胞中诱导外显子 53 剪接供体位点的 GT 核苷酸的特异性替换。我们还分别在 HEK293T 细胞和人类成肌细胞中实现了外显子 53 的 GT 剪接位点的 G 核苷酸的缺失高达 44% 和 29%,以及在外显子 51 的 GT 剪接供体位点之间插入 17% 和 5.5% 的 GGG。修改外显子 51 和外显子 53 的剪接供体位点可引发它们的跳跃,从而分别允许外显子 50 连接到外显子 53 和外显子 44 连接到外显子 54。如蛋白质印迹所示,这些修正恢复了肌营养不良蛋白的表达。因此,使用 Prime 编辑在外显子 51 和 53 的剪接供体位点诱导特定的替换、插入和缺失,以分别纠正 DMD 基因中携带外显子 52 和外显子 45 至 52 缺失的移码突变。
查看RNA代码的每个部分。扫描序列,直到找到启动密码子(8月)。圈出开始密码子。然后,用铅笔在开始密码子之后的每组三组之间进行斜线。(在找到“开始”之前,不要将基地分为三组,或者您可能会在错误的地方进行划分,而与您的预期完全不同!有时确实会使用DNA或RNA发生这种情况,这被称为移码突变,如果底座被错误地插入或从基因中删除,则可能发生。)到达停止密码子(UAG)时,停止。
小麦收获前发芽(PHS)会降低产量和籽粒质量,几乎在世界各地的小麦种植区都会发生(Vetch 等,2019)。一般而言,红粒小麦品种比白粒小麦品种对 PHS 的耐受性更强(Himi 等,2011)。此外,籽粒外皮的红色色素中含有原花青素,其抗氧化活性和自由基清除能力具有促进健康的功效。因此,培育优良红粒小麦品种是培育高产优质小麦的重要目标。R2R3-MYB 是植物中最大的转录因子家族之一,在调节植物发育、代谢和逆境反应中起着至关重要的作用。六倍体小麦的 R2R3-MYB 转录因子 Tamyb10 可激活黄酮类化合物生物合成基因,从而决定小麦粒的红色,并影响 PHS(Himi et al.,2011)。在大多数白小麦品种中,Tamyb10-A1a、Tamyb10-B1a 和 Tamyb10-D1a 基因存在大面积插入或缺失,从而破坏了 IRTKAL/IRC 基序和调控功能(Himi et al.,2011)。在 Tamyb10 基因中,Tamyb10-B1a 等位基因在近 88.6% 的面包小麦品系中发生 19 bp 的缺失;该缺失导致开放阅读框移码,并破坏了所产生的蛋白质(Dong et al.,2015;Himi et al.,2011)。鉴于 CRISPR/Cas9 诱导的突变通常在特定靶位点处为 +1/1 bp 插入/缺失 (Zhang et al., 2014 , 2016 ),我们可以恢复 Tamyb10-B1a 等位基因内的移码突变(由 19 bp
大肠杆菌不匹配维修系统能够识别DNA中的非分配基础对,显然是通过局部切除和重新合成的,以取代错误的基础(有关审查,请参见参考,请参见参考文献1)。DNA的区域GATC序列是完全腺嘌呤 - 甲基化的似乎是对不匹配修复的难治性(2,3),并且似乎是在复制叉后紧接在复制后立即将新合成的GATC序列的短暂甲基化,从而使修复的重复修复仅可重复进行新的合成,从而将其撤离了新的合成和错误。大肠杆菌不匹配修复系统没有识别和/或维修所有不匹配的效率(6,7)。两个过渡不匹配(G-T和CGA)都很容易予以修复和修复,而六个转移不匹配中的三个不是(6)。这种模式可以部分解释,因为发现在大肠杆菌,mutl,muts和mutu突变体中观察到的突变效应,这些突变体缺乏不匹配修复(参考文献。2-8;有关评论,请参见参考。1)和未指向不匹配修复的大坝突变体(2,6)主要是由于过渡和移码突变的增加(1)。不匹配维修不足的突变体显示移码突变的频率增加,这表明大肠杆菌不匹配修复系统可以识别和修复一个或多个未配对的碱基 - i.e。,移交/野生型型异源杂质。该假设进行了检验。结果表明,具有一个未配对基碱的异源型可以通过大肠杆菌不匹配修复系统识别和修复。