碱基编辑器是一类有前途的下一代基因组编辑技术,既可以精确纠正致病的遗传变异,又可以同时安全地敲除多个基因靶标。Pin-point 碱基编辑平台是一个模块化组装的 DNA 结合 Cas 和 DNA 修饰脱氨酶组件,它们通过序列靶向向导 RNA (gRNA) 中编码的适体连接。碱基编辑器应用中的一个主要挑战是准确地通过计算机预测给定 Cas 和脱氨酶组合在目标序列上的编辑效率和特异性。Pin-point 碱基编辑系统的模块化允许创建大量配置,这些配置的 PAM 特异性、序列编辑偏好和编辑效率可能有所不同。为了促进和加速基于 Pin-point 平台的应用程序开发,我们创建了一个自定义工具来设计 gRNA 以靶向感兴趣的基因并安装碱基转换,包括那些会引入过早的终止密码子或破坏剪接位点以敲除目标基因的转换。此外,我们进行了大规模并行细胞筛选,以分析两种不同的 Pin-point 碱基编辑器配置的编辑活动,其中 gRNA 靶向数千个目标序列。我们使用从筛选中获得的数据构建了每种配置观察到的编辑结果的模型。我们应用这些模型对设计用于产生多个临床相关基因靶标(包括 CIITA 和 PCSK9)功能性敲除的 gRNA 进行排序。在分析了计算机预测与 gRNA 的细胞性能之间的相关性后,我们确认模型预测与 Pin-point 碱基编辑平台观察到的编辑效率准确相关。自定义 gRNA 设计工具和预测模型的结合导致识别出一种新型、高效的 gRNA,它能够通过破坏剪接位点来敲除 PCSK9,并且我们确认了文献中先前报道的其他 gRNA 设计的预测性能。我们的 gRNA 设计规则是使用我们广泛的基于细胞的性能数据集得出的,从而创建了可靠的自定义工具来优先考虑 gRNA 并选择具有最高编辑效率的 gRNA。
基础编辑者是一类有希望的下一代基因组编辑技术,具有精确纠正引起疾病的遗传变异的潜力,并同时安全地敲除多个基因靶标。在一种配置中,PIN点碱基编辑平台是DNA结合Cas的模块化组件和DNA修饰的脱氨酶成分,通过在序列靶向指导指南RNA(GRNA)中编码的适体相关的Deaminase组件。通常,基本编辑器在应用中的应用中,可以准确地预测CAS和脱氨酶组合的目标序列的编辑效率和特异性。PIN点底座编辑系统的模块化允许创建大量配置,它们的PAM特异性,序列编辑偏好和编辑效率可能会有所不同。为了促进和加速基于PIN点平台的应用程序的开发,我们创建了一种定制工具来设计GRNA,以针对感兴趣的基因并安装基本转换,包括那些将引入早产停止密码子或破坏剪接站点以敲除目标基因的基础转换。此外,我们进行了一个大规模的平行细胞屏幕,以分析两个不同的针对点基本编辑器配置的编辑活性,其GRNA针对数千个目标序列。我们使用从屏幕获得的数据来构造每种配置的观察到的编辑结果模型。我们将这些模型应用于旨在产生多个临床上相关基因靶标的功能敲除(包括CIITA和PCSK9)的功能敲除。分析了IN硅预测与GRNA基于细胞的性能的相关性后,我们确认该模型预测与Pin-Point Base编辑平台观察到的编辑效率相关。自定义GRNA设计工具和预测模型的组合导致了一种新型,高效的GRNA来识别能够通过破坏剪接站点来敲除PCSK9的识别,我们证实了文献中先前报道的其他GRNA设计的预测性能。使用我们基于细胞的广泛性能数据集告知我们的GRNA设计规则,创建可靠的自定义工具来优先考虑GRNA并选择具有高编辑效率的人。
目的基因 sgRNA 数目: 64853 ;阴性对照 sgRNA 数目: 2000 ; sgRNA 大小: 20bp
感谢您为您的实验选择Arrayed Crispr Grna库!Editco的人类和小鼠筛选库利用多指导SGRNA的策略性设计来消除您感兴趣的人类或小鼠蛋白质编码基因。SGRNA在靶向基因组基因座处共同引起片段缺失,因此破坏了基因功能并使其非常适合丧失功能筛选。Editco库的阵列格式,其中一个基因在多井板上的每个孔都被靶向,从而消除了对复杂数据反卷积的需求,并且与各种功能测定兼容。此快速启动指南提供了有关如何准备,使用,存储和量化SGRNA库的说明。
CRISPR 疗法的临床成功取决于 Cas 蛋白的安全性和有效性。来自新凶手弗朗西斯菌 (FnCas9) 的 Cas9 对错配底物的亲和力可以忽略不计,这使得它即使在结合水平上也能以非常高的精度区分 DNA 中的脱靶。然而,它的细胞靶向效率很低,限制了它在治疗应用中的使用。在这里,我们合理地设计了蛋白质以开发增强的 FnCas9 (enFnCas9) 变体,并将其细胞编辑活性扩展到以前无法访问的基因组位点。值得注意的是,一些变体释放了从 NGG 到 NGR/NRG 的原间隔区相邻基序 (PAM) 约束,使其在人类基因组位点上的可访问性增加了约 3.5 倍。enFnCas9 蛋白在体外和细胞中都具有单一错配特异性,从而扩大了基于 FnCas9 的 CRISPR 诊断的靶标范围,用于检测点突变和致病 DNA 特征。重要的是,它们在编辑效率、敲入率和脱靶特异性方面比其他经过设计的 SpCas9 高保真版本(SpCas9-HF1 和 eSpCas9)更胜一筹。值得注意的是,enFnCas9 变体可以与延长长度的 gRNA 结合使用,在 PAM 约束的规范碱基编辑器无法访问的位点进行强大的碱基编辑。最后,我们展示了使用 enFnCas9 腺嘌呤碱基编辑器完全纠正患者衍生的 iPSC 中的疾病特异性视网膜色素变性突变,突出了其在治疗和诊断中的广泛应用。
为了进一步确定最终产品中各杂质的最大可容忍残留水平,且不增加脱靶编辑,我们分别以差异比例将脱靶风险最高的杂质A02U和U17A添加到FLP中。我们利用这些样本在原代T细胞中进行CRISPR基因编辑,并用Sanger测序评估每个样本在OT1位点(这两个杂质样本中脱靶率最高的位点)的编辑效率(图1)。结果显示,杂质A02U的残留水平为50%,杂质U17A的残留水平为10%会导致脱靶编辑显著增加。当杂质水平低于4%时,本例中观察到的脱靶效应最小。
计算RNA设计任务通常被提出为反问题,其中设计序列是基于采用单个所需的二级结构而不考虑3D几何和构象多样性的。我们介绍了Grnade,这是在3D RNA骨干上运行的G型RNA de标志管道,以设计明确解释结构和动力学的序列。在引擎盖下,Grnade是一个多状态图神经网络,它在一个或多个3D主干结构上生成候选RNA序列,在该结构中,碱的身份未知。在单态固定骨架上,来自Das等人鉴定的PDB的14个RNA结构的重新设计基准。[2010],与罗塞塔(Rosetta)相比,Grnade获得了更高的天然序列恢复率(平均为56%)(平均45%),与Rosetta报道的小时相比,要花一秒钟的时间才能产生设计。我们进一步证明了Grnade在用于结构柔性RNA的多状态设计的新基准上的实用性,以及对最近的RNA聚合酶核酶结构的回顾性分析中突变适应性景观的零摄像排名。
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