通过外切酶融合改进 FnCas12a 基因组编辑 吴永强 1*,袁其晨 2*,朱玉峰 3,高翔 4,宋家宝 5,尹子如 6 1 河北科技大学基因编辑研究中心,河北石家庄 050018。2 美国莱斯大学化学与生物分子工程系,休斯顿,德克萨斯州 77005,美国。3 河北科技大学科技发展研究所,河北石家庄。4 河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄 050018。5 河北科技大学生物科学与生物工程系,河北石家庄。 6 河北科技大学期刊出版社,河北石家庄 050018。 * 通讯作者:吴永强(wuyongqiang@hebust.edu.cn),袁其晨(yqc@rice.edu) 摘要 在目前报道的 Cas12a 直系同源物中,新凶手弗朗西斯菌 Cas12a (FnCas12a) 受原型间隔区相邻基序 (PAM) 的限制较少,这将有助于靶向以前无法接近的基因组位点。然而,FnCas12a 核酸酶的活性在人体细胞中相对较低或无法检测到,限制了其作为理想基因组工程工具的应用。在这里,我们描述了 TEXT(将 EXonuclease T5 与 FnCas12a 连接),这是一种融合策略,可显着提高人体细胞中 FnCas12a 在三种不同细胞系中的多个基因组位点的敲除效率。使用18nt至23nt的不同间隔长度,TEXT的插入和删除(indel)效率均高于FnCas12a,其中18nt的插入效率最高,比FnCas12a高出11倍。深度测序表明,TEXT显著增加了目标位点的删除频率和删除大小。TEXT增强了FnCas12a核酸酶的活性,拓展了其在人类细胞基因组工程中的应用。
通过外切酶融合改进 FnCas12a 基因组编辑 吴永强 1*、袁其晨 2*、朱玉峰 3、高翔 4、宋家宝 5、尹子如 6 1 河北科技大学基因编辑研究中心,河北石家庄 050018。2 美国莱斯大学化学与生物分子工程系,休斯顿,德克萨斯州 77005,美国。3 河北科技大学科技发展研究所,河北石家庄。4 河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄 050018。5 河北科技大学生物科学与生物工程系,河北石家庄。 6 河北科技大学期刊出版社,河北石家庄 050018。 * 通讯作者:吴永强(wuyongqiang@hebust.edu.cn),袁其晨(yqc@rice.edu) 摘要 在目前报道的 Cas12a 直系同源物中,新凶手弗朗西斯菌 Cas12a (FnCas12a) 受原型间隔区相邻基序 (PAM) 的限制较少,这有助于靶向以前无法接近的基因组位点。然而,FnCas12a 核酸酶的活性相对较低或无法观察到,限制了其作为理想基因组工程工具的应用。在这里,我们描述了 TEXT(将 EXonuclease T5 与 FnCas12a 连接),这是一种融合策略,可显着提高 FnCas12a 在人类细胞中在三种不同细胞系中的多个基因组位点的敲除效率。 TEXT 在 18nt 至 23nt 不同间隔长度下均表现出比 FnCas12a 更高的插入和缺失效率,其中 18nt 的插入效率最高,比 FnCas12a 高出 11 倍。深度测序表明 TEXT 显著增加了目标位点的缺失频率和大小。总之,TEXT 增强了 FnCas12a 核酸酶的活性,拓展了其在人类细胞基因组工程中的应用。
1 中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京,2 农业农村部桂林农作物害虫科学观测实验站,桂林,3 中国农业科学院作物科学研究所,国家农作物基因资源与遗传改良重大科学研究设施,北京,4 南京农业大学,植物病虫害监测与治理教育部重点实验室,南京,5 上海交通大学农业与生物学院,微生物代谢国家重点实验室,上海,6 浙江大学生物技术研究所,水稻生物学国家重点实验室,杭州,
Amycolatopsis mediterranei U32 是利福霉素 SV 的工业生产者,其衍生物长期以来一直是抗分枝杆菌的一线药物。为了对这种重要的工业菌株进行基因改造,过去几十年来人们付出了很多努力,我们实验室成功开发了一种基于同源重组的方法,但该方法需要使用抗生素抗性基因进行正向选择,并且不支持方便的无标记基因删除。在本研究中,我们利用成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 系统在 A. mediterranei U32 中建立了基因组编辑系统。具体来说,土拉弗朗西斯菌亚种。 novicida Cas12a (FnCas12a) 基因首先整合到 U32 基因组中,在 CRISPR RNA (crRNA) 的指导下产生靶向特异性双链 DNA (dsDNA) 断裂 (DSB)。然后,DSB 可以通过非同源 DNA 末端连接 (NHEJ) 系统或同源定向修复 (HDR) 途径修复,分别在靶基因中产生不准确或准确的突变。除了 A. mediterranei 之外,本研究还可能为 Amycolatopsis 属其他物种中 CRISPR 辅助基因组编辑系统的开发提供启示。
