“Illumina – BioRad 单细胞测序解决方案” 博士生(>3 年)会议 会议主席:David Cano 博士 09.20 - 09.35 Sabina Sanchez-Hernandez “锌指核酸酶与 CRIPR 特异性核酸酶对 Wiskott-Aldrch 综合征基因座基因组编辑的比较” 09.35 – 09.50 Daniel Toro Dominguez
图1各种基因组编辑工具。(a)锌指核酸酶(ZFN)充当二聚体。每个单体由DNA结合结构域和核酸酶结构域组成。每个DNA结合结构域由3 - 6个锌指重复序列组成,识别9 - 18个核苷酸。核酸酶结构域由II型限制性核酸内切酶FOK1组成。(b)转录激活剂类似核酸酶(Talens):这些是类似于ZFN的二聚体酶。每个亚基由DNA结合结构域(高度保守的33 - 34个氨基酸序列)和FOK1核酸酶结构域组成。(c)CRISPR/CAS9:CAS9核酸内切酶由SGRNA(单引导RNA:CRRNA和TRACRRNA)引导,用于靶特定裂解。二十个核苷酸识别位点存在于原始基序(PAM)的上游(来自Arora&Narula,2017年)。版权所有©2017 Arora和Narula。这是根据Creative Commons归因许可(CC BY)的条款分发的开放访问文章。
作为我们对基因组DNA的主要序列影响人类健康的理解,基因组编辑的治疗潜力已经出现。这场关于我们如何看待人类健康和疾病的革命在很大程度上是由基因组测序技术的快速进步所驱动的,这些技术揭示了遗传疾病的病因突变。此外,我们越来越接近精确医学的实现:基于患者的个体特征(例如其基因组序列)的预防和治疗策略的发展。因此,对于这些领域的研究人员来说,这是一个令人兴奋的时刻,因为我们应对利用基因组编辑来治疗和治愈遗传疾病的一些最知名的障碍。大约一半已知的致病遗传变异是由于单核苷酸变体(SNV)引起的,这突出了需要开发具有高效率1的方法和工具的方法1。超过96%的人遗传变异是SNV,目前99%以上缺乏临床解释2。因此,引入SNV的工具也将证明是必不可少的,即提高我们对人类遗传变异如何影响健康3 - 7的理解。要用作治疗性,基因组编辑工具必须表现出较高的靶向效率和最小的有害或不需要的脱靶编辑,并且可传递到感兴趣的器官。重要的是要注意,疾病靶标将决定必须满足这些标准的确切程度。在现场的早期努力使用了诸如锌指核酸酶和类似转录激活剂样效应子核酸酶(TALENS)的平台,但是这些方法因设计和验证新的锌指核酸酶或塔伦蛋白的需求而受到阻碍。但是,这些广泛的蛋白质重新设计要求被发现,机械阐明
新型基因编辑技术中使用的核酸酶主要有四类,分别是:巨核酸酶、锌指核酸酶(ZFN);转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN);以及成簇的规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR) 相关 (Cas) (Gaj 等人,2016)。巨核酸酶是一种在特定区域切割 DNA 的内切核酸酶,可识别大于 12 bp(碱基对)的序列。 LAGLIDADG 巨核酸酶家族包含 I-CreI 和 I-SceI,它们是第一种用于基因编辑的酶。由于只有少数氨基酸残基与核苷酸接触,这些酶被设计用于在特定位点切割基因(Paques;Duchateau,2007)。此外,ZFN 是一种人工酶,也是最早用于诱导植物靶向突变的酶之一。这些酶是由锌指型结构域和限制性酶 Fok I 的结构域融合产生的。与基因编辑中使用的其他核酸酶一样,ZFN 会在需要修复的 DNA 特定位置插入双链断裂 (DSB),并且由于修复机制中的故障,可能会出现突变 (Carroll, 2011)。使用该系统的主要问题是这种酶的高毒性,以及它会产生许多脱靶效应(Cornu et al., 2008; Ramirez et al., 2008),这会损害不应改变功能的基因的功能(Zhang et al., 2015)。随着版本的合并
CRISPR-Cas9技术是强大的第三代基因组编辑工具,比第一代ZFN(锌指核酸酶)和第二代TALEN(转录激活因子样效应核酸酶)更经济、更高效。 CRISPR-Cas9系统由精确识别并结合目标DNA的向导RNA和切割目标DNA的Cas9核酸酶组成,通过破坏和修复DNA双链的过程实现基因操作。 Bioneer 通过与基因组编辑技术领导者 ToolGen 合作推出的 AccuTool™ 提供了基因组编辑的整体解决方案,从 gRNA 设计到合成、Cas9 核酸酶和验证。
背景ING2(也称为ING1L)属于ING家族,并包含一个博士型锌指。它是由DNA破坏剂Neocarzinostatin诱导的。作为候选肿瘤抑制剂,Ing2似乎参与了p53/tp53激活和p53/tp53依赖性凋亡途径,可能是通过增强p53/tp53的乙酰化。它是MSIN3A样核心配合物的组成部分,它可能参与核小体组蛋白的脱乙酰基化。最近的发现报道说,ING2通过调节切尔玛蛋白重塑程序来调节肌肉分化。
摘要 锌指核酸酶等基因组编辑工具为植物的遗传操作提供了新策略。与农杆菌介导或直接基因转移不同,农杆菌介导或直接基因转移将基因随机引入基因组,从而可能导致基因表达的高度变异,而靶向基因添加可将 DNA 序列可预测地整合到植物基因组的特定位置。我们研究了各种独立的细胞系是否都含有通过锌指核酸酶介导的同源重组 (HR) 放置在相同基因组位点的转基因,与通过农杆菌介导的随机位点转化产生的整合事件相比,它们会产生更可重复和更均匀的表达水平。通过流式细胞术测量转基因产生的蛋白质量,分析了 Nicotiana tabacum L cv. Bright Yellow 2 (BY-2) 悬浮细胞中靶向 HR 事件和随机整合事件的基因表达差异,从而首次提供了关于快速增殖的植物悬浮细胞系中标记基因表达的位置效应的报告。靶向 HR 和单拷贝随机事件的标记蛋白水平覆盖了相似的范围;但是,给定细胞系中靶向事件的蛋白质表达均匀性明显高于随机插入转基因的细胞系;HR 细胞系原生质体的整体生存力也是如此。总之,使用靶向插入到已充分表征的细胞系的合格基因座中比随机插入到基因组中可获得更可靠的结果。
-- 专有方法可实现基因大小 DNA 货物的有效和精确整合 -- -- Seamless 的锌指依赖性重组酶在基因编辑方面表现出卓越的靶位特异性 -- -- 数据将在 2024 年欧洲基因与细胞治疗学会大会的两场演讲中展示 -- 德国德累斯顿和马萨诸塞州列克星敦,2024 年 10 月 22 日 -- Seamless Therapeutics 今天宣布,它将展示新的临床前数据,包括人类细胞数据,重点介绍其独特平台重新编程大型丝氨酸重组酶 (LSR) 以靶向人类基因组中自然存在的位点的能力。该公司的重组酶经过精心设计,可精确切除、交换、反转或插入任何目标基因序列中的基因大小 DNA 片段,而不依赖于细胞的天然 DNA 修复途径。此外,Seamless 将展示其工程化锌指依赖性重组酶的数据,展示其能够调节公司重组酶的活性,使其与 LSR 和酪氨酸重组酶 (Y-SSR) 的锌指结合。这两组数据集均在 2024 年欧洲基因与细胞治疗学会大会的海报展示会上展示,该大会于 10 月 22 日至 25 日在意大利罗马举行。Seamless Therapeutics 首席执行官 Albert Seymour 博士表示:“我们将在 2024 年 ESGCT 大会上展示的数据是对我们创新方法的初步验证,使我们处于开发治疗药物的下一代基因编辑技术的前沿。我们展示了我们编程重组酶以识别用户定义的靶序列的能力,从而无需预先插入靶位点,并实现无缝、高效和精确的 DNA 序列整合。” “我们的近期目标是将这些令人兴奋的发现转化为体内模型,为进入临床铺平道路。长期来看,我们的目标是展示该技术的巨大潜力,即为影响未满足需求领域患者群体的适应症创造一类新疗法。” 演讲详情:P0670 - 重新编程大型丝氨酸重组酶以位点特异性整合到哺乳动物基因组中 演讲者:Teresa Rojo-Romanos 博士,Seamless 联合创始人兼技术与平台开发主管 海报会议:海报会议 IV 演讲日期和时间:10 月 24 日星期四,下午 6:00 – 7:30(欧洲中部夏令时间)。演讲地点:大厅 -1 层和夹层大厅
图1-1:依赖性DNA连接酶结构域结构。对齐结构域的对齐。与DNA结合结构域(DBD,RED)一起突出显示了构成核心催化域的腺苷域和寡核苷酸结合(ob折,黄色)结构域。列出了每种蛋白质列出的活跃位点的位置。chvlig没有大的DBD,而是在OB折内包含一个小的20个氨基酸“闩锁”(闩锁,蓝色),可以帮助DNA结合。也为Lig3独有的锌指域(Znf,橙色)。n-和c末端蛋白质相互作用基序和细胞定位信号未显示。
摘要 以核酸酶为主要成分的基因编辑工具目前已能对哺乳动物基因组实现可编程的定点突变或插入或删除。从锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活因子样效应核酸酶(TALENs)、CRISPR/Cas系统到更安全、更精准的Cas9融合蛋白基因编辑工具以及其他核酸酶基因编辑工具,本文系统地阐述了基因编辑的发展与演变,详细介绍了下一代基因编辑工具的开发与优化,并对基因编辑工具的临床应用与挑战进行了展望。 关键词 基因编辑;CRISPR/Cas9;碱基编辑;先导编辑;双链断裂;进展