1 苏黎世大学药理学和毒理学研究所,瑞士苏黎世。2 Acuitas Therapeutics Inc.,加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华。3 Oncode 研究所,马克西玛公主儿科肿瘤中心,荷兰乌得勒支。4 苏黎世功能基因组学中心,苏黎世联邦理工学院/苏黎世大学,瑞士苏黎世。5 苏黎世联邦理工学院分子健康科学研究所生物系,瑞士苏黎世。6 苏黎世大学医院和大学病理学和分子病理学系,瑞士苏黎世。7 苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系,瑞士苏黎世。8 Synthego Corporation,美国加利福尼亚州雷德伍德城。9 苏黎世大学生物化学系,瑞士苏黎世。10 苏黎世联邦理工学院基因组工程与测量实验室,瑞士苏黎世。 11 宾夕法尼亚大学医学系,美国宾夕法尼亚州费城。12 苏黎世大学儿童医院代谢与儿童研究中心分部,瑞士苏黎世。13 苏黎世综合人体生理学中心,瑞士苏黎世。14 苏黎世神经科学中心,瑞士苏黎世。15 苏黎世大学分子生命科学研究所,瑞士苏黎世。✉ 电子邮件:ssemple@acuitastx.com;schwank@pharma.uzh.ch
摘要 碱基编辑有可能改善农业中的重要经济性状,并且可以精确地将 DNA 或 RNA 序列中的单个核苷酸转换为最小的双链 DNA 断裂 (DSB)。腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 是最近出现的用于将目标 A:T 转换为 G:C 的碱基编辑工具,但尚未在绵羊身上使用。ABEmax 是 ABE 的最新版本之一,它由催化受损的核酸酶和实验室进化的 DNA 腺苷脱氨酶组成。骨形态发生蛋白受体 1B (BMPR1B) 基因中的 Booroola 繁殖力 (FecB B) 突变 (g.A746G, p.Q249R) 会影响许多绵羊品种的繁殖力。在本研究中,通过使用 ABEmax,我们成功获得了具有确定点突变的羔羊,这些突变导致氨基酸替换 (p.Gln249Arg)。在新生羔羊中,定义的点突变效率为 75%,因为六只羔羊在 FecB B 突变位点 (g.A746G, p.Q249R) 处为杂合子,两只羔羊为野生型。我们在八只经过编辑的羔羊中未检测到脱靶突变。在此,我们报告了由 ABE 生成的首只基因编辑绵羊的验证,并强调了其改善牲畜经济重要性状的潜力。
© 作者 2023。开放存取 本文根据知识共享署名 4.0 国际许可协议进行授权,允许以任何媒体或格式使用、共享、改编、分发和复制,只要您给予原作者和来源适当的信任,提供知识共享许可协议的链接,并指明是否做出了更改。 本文中的图片或其他第三方资料包含在文章的知识共享许可协议中,除非资料的致谢中另有说明。 如果资料未包含在文章的知识共享许可协议中,且您的预期用途不被法定规定允许或超出了允许的用途,则需要直接从版权所有者处获得许可。 要查看此许可证的副本,请访问 http://creat iveco mmons. org/licen ses/ by/4. 0/。
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证下可用未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是
胞嘧啶碱基编辑器和腺嘌呤碱基编辑器(ABE)可以可预测地校正点突变,并且独立于CAS9诱导的双链DNA断裂(这会导致实质性的indel形成)和同源性指导的修复(通常会导致较低的编辑效率)。在此,我们在成年小鼠中表明,在RPE65基因中,态慢性病毒的下视网膜下注射表达ABE和单一指导RNA,靶向从RPE65基因进行的无义突变纠正了致病性突变,可纠正效率高达29%的效率,并在indel和oft oft oftarget的突变中均具有最小的效率,但均具有29%的效率,并且是不可或缺的效率。主题。ABE处理的小鼠显示了恢复的RPE65表达和类视黄素异构酶活性,以及视网膜和视觉功能的接近正常水平。我们的发现激发了对
胞嘧啶碱基编辑器和腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 可以可预测地纠正点突变,并且不受 Cas9 诱导的双链 DNA 断裂(导致大量插入/缺失形成)和同源定向修复(通常导致低编辑效率)的影响。本文,我们在成年小鼠中表明,视网膜下注射表达 ABE 的慢病毒和针对 Rpe65 基因中新生无义突变的单向导 RNA 可以纠正致病突变,效率高达 29%,并且插入/缺失和脱靶突变的形成最少,尽管没有典型的 NGG 序列作为原间隔区相邻基序。经 ABE 处理的小鼠显示恢复的 RPE65 表达和类视黄酸异构酶活性,以及接近正常水平的视网膜和视觉功能。我们的发现促使进一步测试 ABE 以用于
1 法国巴黎城市大学 INSERM UMR1163 想象研究所染色质和发育过程中基因调控实验室;2 法国巴黎巴黎公立医院内克尔儿童医院生物治疗临床研究中心;3 法国巴黎巴黎城市大学 INSERM UMR1163 想象研究所人类淋巴造血实验室;4 法国巴黎巴黎公立医院内克尔儿童医院生物治疗系;5 法国巴黎巴黎城市大学 INSERM UMR1163 想象研究所生物信息学平台;6 意大利米兰圣拉斐尔科学研究所 (IRCCS) 里维埃拉与克拉特雷松基因治疗研究所 (SR-TIGET); 7 生命健康圣拉斐尔大学,米兰,意大利
在第 3 段中,腺嘌呤与胞嘧啶配对不正确。在 DNA 中,腺嘌呤应与酪氨酸配对,胞嘧啶应与鸟嘌呤配对。
通过特异性校正治疗遗传病的概念几十年来一直是生物医学领域的焦点。理想的解决方案是提供一种精确的方法来永久修复此类突变而不会引入新的错误。早期的基因编辑尝试涉及使用锌指核酸酶、TALEN 和 CRISPR-Cas9 核酸酶在特定位点引入双链断裂,以刺激与外源供体 DNA 模板的同源重组以纠正缺陷。然而,这些技术也会以高频率引入插入/缺失。在这里,我们评估了瞬时 mRNA 治疗引入永久性单碱基编辑的潜力。碱基编辑器通过创新的改良 Cas9 系统提供了在体内纠正单点突变的潜力。胞嘧啶碱基编辑器 (CBE) 使用与胞嘧啶脱氨酶和尿嘧啶 DNA 糖基化酶抑制剂融合的 Cas9 切口酶。当引导链将胞嘧啶-鸟嘌呤碱基对导向基因组中的特定位置时,小窗口中的胞嘧啶-鸟嘌呤碱基对会高效地转化为胸腺嘧啶-腺嘌呤对,且插入/缺失最少。同样,腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 使用实验室进化的与 Cas9 切口酶融合的脱氧腺苷脱氨酶将腺嘌呤-胸腺嘧啶碱基对转化为胞嘧啶-鸟嘌呤对。与基于核酸酶的方法相比,使用碱基编辑器可增加靶向编辑频率,同时大大减少脱靶插入/缺失的形成。与病毒载体和质粒相比,mRNA 具有以下主要优势:1) 降低载体整合风险;2) 能够编辑难以转染的非分裂细胞,因为 mRNA 靶标是细胞质而不是细胞核;3) 可在体内重复给药,这对于病毒载体来说具有挑战性,因为衣壳存在免疫反应;4) 瞬时表达,这对于最大限度提高基因组编辑应用的特异性非常理想。在这项研究中,我们比较了 HEK293 细胞中经过序列优化、化学修饰的 CBE 和 ABE mRNA。Western blot 分析显示,与未修饰的 mRNA 相比,经过 5-甲氧基尿苷修饰、经过序列优化的 mRNA 表达更高。在培养细胞中,mRNA 的编辑频率高于质粒载体。我们展示了使用一个碱基编辑器 mRNA 同时编辑多个位点以及编辑以前无法访问的基因组位点的能力。这些结果证明了碱基编辑技术的深远潜力。最后,我们开发了一种小鼠模型,使用注射到小鼠受精卵中的 BE4max 变体 mRNA,该模型将用于在未来的研究中测试体内 ABE 校正。
、闫彤 1 、陈浩然 1 、王嘉华 1 、王英怡 4 、杨叶琴 5 、项略 1 、池在龙 1 、任开群 2 、林斌 6 、林戈 7,8 、李劲松 3,4 、刘勇 1,* 和顾锋 1,2,9,* 来自 1 温州医科大学附属眼视光学院、卫生部视觉科学国家重点实验室、卫生部重点实验室和浙江省眼视光重点实验室,浙江省温州;2 湖南师范大学医学院、湖南省模式动物与干细胞生物学重点实验室、生殖与转化医学湖南省工程研究中心,长沙,中国; 3 中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所、上海分子男科学重点实验室、细胞生物学国家重点实验室、分子细胞科学卓越中心,上海,中国;4 上海科技大学生命科学与技术学院,上海,中国;5 浙江中医药大学护理学院,浙江杭州,中国;6 香港理工大学眼科视光学院,香港,中国;7 中信湘雅生殖与遗传医院,湖南省生殖与遗传临床研究中心,长沙,中国;8 中南大学基础医学院生殖与干细胞工程研究所,长沙,中国;9 湖南师范大学附属广秀医院(湖南广秀医院),长沙,中国