在INAD患者中观察到的PLA2G6突变是多种多样的,包括错义,胡说八道和剪接位点突变,以及小插入和缺失。这些突变导致酶活性完全丧失或其功能降低。功能障碍的程度与疾病的严重程度和发作相关。纯合或复合杂合突变通常在受影响的个体中观察到,突出了INAD的常染色体隐性遗传模式。
评估人类基因组编辑产品安全性的一个重要标准是验证基因组完整性。这包括对大量插入或缺失、外源 DNA 整合以及致癌性或插入诱变可能性的评估。在本研究中,我们介绍了 SAFER-Detection(高效重排检测的选择性扩增)。SAFER-Detection 是一种基于标记和下一代测序的方法,旨在以单碱基分辨率定量检测染色体重排断点。该方法能够对由可编程核酸酶(如 CRISPR/Cas 和 TALEN)进行的靶向和脱靶编辑导致的重排进行分类。SAFER-Detection 使用 Cas9 和 CCR5 向导 RNA,可轻松识别靶位点 (CCR5) 与附近同源物 (CCR2) 中的脱靶或同源位点之间的染色体内缺失、插入和倒位。CCR5 靶位点与 chr1 和 chr13 上的脱靶位点之间的染色体间易位也被捕获并通过 PCR 进一步验证。SAFER-Detection 在检测由脱靶活动或同源重组介导的染色体内和染色体间重排方面表现出高灵敏度,适用于含有低细胞数的样本。当与灵敏的脱靶提名技术(如 ONE-seq)结合使用时,SAFER 检测提供了一种评估治疗性基因组编辑中染色体重排风险的宝贵方法。
抽象的胸膜是全球最商业生产的可食用蘑菇之一。使用经典育种获得了更有用的特征的培养菌株,这是费力且耗时的。在这里,我们尝试使用基于质粒的CRISPR/CAS9作为非遗传修饰(非GM)施法的第一步,尝试了有效的基因诱变。含有Cas9表达盒和靶向FCY1和PYRG的不同单引导RNA的质粒分别转移到PC9菌株的真菌原生质体中,该菌株分别产生了对5-氟中糖苷和5-氟众酸的抗性的菌株。基因组PCR,然后进行测序显示在某些耐药菌株中,在目标部位的质粒中插入碎片的小插入/缺失或插入片段。结果表明,在P. ostreatus中表现出有效的CRISPR/CAS9辅助基因组编辑,这可能在未来有助于非GM培养菌株的分子繁殖。此外,还有效地引入了使用该CRISPR/CAS9系统通过同源性修复进行FCY1中的突变,这不仅可以用于精确的基因破坏,还可以用于插入该真菌中异源基因的表达。关键字:琼脂霉,蘑菇,FCY1,pyrg,基因组编辑
2023 年 2 月更新,包括以下最新论文,这些论文继续提供支持本文预测和结论的证据:Petri 等人 (2022) 报道了在进行 Prime 编辑后,斑马鱼中发生了意外的基因插入和缺失。该技术是在没有引入编辑机制的 DNA 模板的情况下进行的,而是仅引入了编辑蛋白以及在斑马鱼基因组中找到修改目标序列所需的向导 RNA。Prime 编辑不会引起双链断裂,因此通常被认为比标准 CRISPR/Cas 系统更安全。尽管如此,还是检测到了向导 RNA 衍生的 DNA 序列的整合,表明即使使用不引入外来 DNA 或双链断裂的技术,该技术也不能排除意外插入外源 DNA 的可能性。陶等人(2022) 报告称,在标准 CRISPR/Cas9 和主要编辑系统之后,转座因子在体外插入到人类细胞中,尽管这些意外变化在 CRISPR/Cas9 系统中更常见。此外,还检测到了用于传递主要编辑机制的载体质粒 DNA 的数百个整合拷贝。这是首次报告在 gnome 编辑后在人类细胞中捕获逆转录转座子的研究。此外,插入发生在诱导的 DNA 断裂处,CRISPR/Cas9 已应用于有争议的治疗性编辑,以防止 HIV 进入人类患者的细胞。Weiss 等人 (2022) 报告称,在拟南芥植物中,植物细胞选择的修复 CRISPR 诱导的 DNA 断裂的 DNA 修复途径受基因组表观遗传状态的影响,包括 DNA 甲基化状态(影响基因表达的 DNA 上的化学标签)和染色质状态(决定基因组 DNA 的开放性和可及性)。这反过来又影响最终的突变结果。本文强调了在试图预测基因组编辑的效率、特异性和突变结果时,仅考虑序列信息的预测工具的局限性。还涉及基因组层面以外的更大复杂性。Höijer 等人 (2022) 报告了斑马鱼中大量结构上的非预期靶向变化,包括 4.8kb 的缺失和 1.4kn 的插入。这项研究表明这些突变会传递给下一代。Huang 等人 (2022) 报告称,在真菌物种中进行 CRISPR/Cas12 编辑后,双链断裂会通过多种 DNA 修复途径进行修复,每种途径都有不同的突变特征。这项研究强调了目前对不同物种中存在的各种 DNA 途径以及它们如何影响编辑结果缺乏了解。与转基因支持者经常提出的那样,CRISPR 突变结果无法预测甚至控制,这项研究反而展示了 CRISPR 如何被用于研究,试图了解 DNA 修复的基本机制和复杂性。如果不完全了解其背后的科学原理,那么关于其精确性和安全性的断言就是没有根据的。
自由唾液酸储存障碍(FSASD)是由SLC17A5基因的病原体变异引起的,该基因编码了lyso- somal跨膜蛋白sialin。sialin的损失或缺乏效率会损害FSA从溶酶体中传输,导致细胞功能障碍和神经系统障碍,最严重的FSASD形式导致童年时期死亡。目前尚无FSASD的疗法。在这里,我们评估了针对创始人变体的CRISPR-CAS9介导的定向修复(HDR)和腺嘌呤基础编辑(ABE)SLC17A5 C.115C> t(P.Arg39cys)在人类皮肤上的效果。We observed min- imal correction of the pathogenic variant in HDR samples with a high frequency of undesired insertions/deletions (indels) and signi fi cant levels of correction for ABE-treated samples with no detectable indels, supporting previous work showing that CRISPR-Cas9-mediated ABE outperforms HDR.此外,ABE治疗纯合或复合杂合子SLC17A5 c.115c> t人类皮肤纤维细胞降低了FSA的显着减少,以支持疾病病理学的改善。将这种安倍策略转换为携带slc17a5 c.115c> t变体的小鼠胚胎纤维细胞概括了这些结果。我们的研究将基础编辑作为FSASD变体SLC17A5 c.115c> t的治疗方法的可行性,并突出了基础编辑在单基因疾病中的实用性,而单基膜蛋白功能受损。
病毒载体、转座子、CRISPR/Cas 介导的 DNA 整合和其他 DNA 编辑器的基因组工程的全面表征对于其在人类基因治疗中的开发和安全使用仍然具有重要意义。目前,描述的用于测量编辑细胞中 DNA 整合的方法依赖于基于短读的技术。由于人类基因组的重复性,基于短读的方法可能会忽略重复区域中的插入事件。我们模拟了读长对解决插入位点的影响,这表明读长较短时插入位点检测率显著下降。基于此,我们开发了一种方法,该方法结合整合 DNA 的靶向扩增、基于 UMI 的 PCR 偏差校正和 Oxford Nanopore 长读测序,以对基因组中的 DNA 整合进行稳健分析。这种方法称为 INSERT-seq,能够检测发生频率高达 0.1% 的事件。INSERT-seq 可以独立于重复大小完整处理所有插入。实验流程将重复区域的可映射插入数量提高了 7.3%,并且对大于长读测序大小的重复进行计算处理,以在重复数据库中执行峰值调用。INSERT-seq 是一种简单、廉价且可靠的方法,可以定量表征各种体外和体内样本中的 DNA 整合。
由于 SNIPER 筛选的准确性提高,您现在可以完成仅使用 CRISPR-Cas9 可能无法完成的基因编辑项目。这是因为 SNIPER 将棋盘式培养条件与数字 PCR 相结合,预先筛选出最有可能具有所需修改的克隆。通过提高筛选灵敏度,CRISPR-SNIPER 使更广泛的基因组修改项目成为可能 - 包括 SNP、大型基因插入和功能基因插入。
背景CRISPR-CAS系统通过各种高级基因组编辑工具(例如核酸酶,基础编辑器和转座酶)演变,这些工具可以有效地产生靶向靶诱变[1]。尤其是,基于CRISPR系统开发的胞嘧啶碱基编辑器(CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(ABE)可以在包括小鼠在内的各种生物体中有效地执行C•g至t•a和a•t至g•c替代基础[2,3] [2,3] [4,5]。最近,也报道了C c cg base Editor(CGBE1),使C可以在人类细胞中进行G基础转移的c转移[6]。然而,由于基因编辑限制(由于同源性定向修复(HDR))导致的基因编辑局限性(HDR),涉及一个或多个核苷酸插入,转化或截断的精确靶向突变仍然具有挑战性。Prime Editor(PE)是一种新的概念基因组编辑工具,包括带有Nickase Cas9(H840A)的融合蛋白和商业的Moloney Moloney鼠白血病病毒逆转录酶(M-MLV RT)。pe由编码所需的编辑序列[7]的Prime编辑指南RNA(PEGRNA)驱动。这种精心设计的基因组编辑系统允许靶向基础转化率的靶向诱变,以及小的插入和插入,而没有双链DNA断裂或供体DNA [7-10]。
综合基因组分析 (CGP):综合基因组分析是一种下一代测序方法,能够检测新的和已知的变异,包括所有类别的基因组改变(碱基替换、插入和缺失、拷贝数改变和重排)和基因组特征(如肿瘤突变负担 [TMB] 或血液 TMB、微卫星不稳定性和杂合性缺失),以提供预后、诊断和预测见解,为所有癌症类型的个体患者提供治疗决策信息。
