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Prime编辑是一种“搜索和替换”基因编辑技术,可提供更精确的编辑,而无需产生双链断裂,从而降低了脱靶效应的风险,并使其成为基因和细胞疗法的CRISPR/CAS9的潜在更安全的替代品。
通过 DNA 修复调节和 pegRNA 工程改进基于核酸酶的引物编辑 Panagiotis Antoniou* 1 、Louis Dacquay* 1,2 、Niklas Selfjord 1 、Katja Madeyski-Bengtson 3 、Anna-Lena Loyd 3 、Euan Gordon 4 、George Thom 5 、Pei-Pei Hsieh 1 、Sandra Wimberger 1 、Saša Šviković 1 、Mike Firth 6 、Nina Akrap 1 、Marcello Maresca 1# 和 Martin Peterka 1# 1 基因组工程,Discovery Sciences,研发部,阿斯利康,瑞典哥德堡 2 Promega Corporation,美国威斯康星州麦迪逊 3 转化基因组学,Discovery Sciences,研发部,阿斯利康,瑞典哥德堡 4 发现生物学,Discovery Sciences,研发部,阿斯利康,瑞典哥德堡 5 英国剑桥阿斯利康公司发现科学研发部体内表达生物制剂 6 英国剑桥阿斯利康公司发现科学研发部数据科学与定量生物学 * 这些作者的贡献相同 # 通信地址:marcello.maresca@astrazeneca.com martin.peterka@astrazeneca.com
Prime 编辑系统能够在不引入双链断裂的情况下在基因组内进行精确编辑。先前的研究根据序列组成定义了 pegRNA 的最佳引物结合位点 (PBS) 长度约为 13 个核苷酸。然而,最佳 PBS 长度表征是基于使用质粒或慢病毒表达系统的 Prime 编辑结果。在本研究中,我们证明,对于 Prime 编辑器 (PE) 核糖核蛋白复合物,PBS 和间隔序列之间的自抑制相互作用会影响 pegRNA 结合效率和靶标识别。通过降低 PBS-间隔区之间的互补性来破坏这种自抑制相互作用可提高多种 Prime 编辑格式中的 Prime 编辑效率。对于末端保护的 pegRNA,在哺乳动物细胞中,较短的 PBS 长度且 PBS-靶标链熔化温度接近 37 ◦ C 是最佳的。此外,在 PE-pegRNA 递送后对细胞进行短暂冷休克处理可进一步提高具有优化 PBS 长度的 pegRNA 的 prime 编辑结果。最后,我们表明使用这些改进的参数设计的 pegR-NA 编程的 prime 编辑器核糖核酸蛋白复合物可有效纠正患者来源的成纤维细胞中的疾病相关基因突变,并有效地在原代人类 T 细胞和斑马鱼中安装精确编辑。