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World File Search System编辑器
使用胞嘧啶碱基编辑器
S. Haihua Chu，Daisy Lam，Michael S Packer，Jenny Olins，Alexander Liquori，Kyle Rehberger，Conrad Rinaldi，Jeffrey Marshall，Calvin Lee，Bo Yan，Bo Yan，Jeremy Decker，Jeremy Decker，Bob Gantzer，Scott Haskett，Scott Haskett，Tanggis Bohnuud，David Born，David born born barr barr，luiis，luuis，luuis。 Slaymaker，Nicole Gaudelli，Sarah Smith，Adam Hartigan和Giuseppe CiaramellaS. Haihua Chu，Daisy Lam，Michael S Packer，Jenny Olins，Alexander Liquori，Kyle Rehberger，Conrad Rinaldi，Jeffrey Marshall，Calvin Lee，Bo Yan，Bo Yan，Jeremy Decker，Jeremy Decker，Bob Gantzer，Scott Haskett，Scott Haskett，Tanggis Bohnuud，David Born，David born born barr barr，luiis，luuis，luuis。 Slaymaker，Nicole Gaudelli，Sarah Smith，Adam Hartigan和Giuseppe Ciaramella
一种沉默基因的表观遗传编辑器
尽管近年来分子医学实践取得了巨大进步——反义寡核苷酸 (ASO) 疗法和首个基于 CRISPR 的疗法的获批就是明证——但神经退行性疾病，如朊病毒病、亨廷顿氏病、阿尔茨海默氏病和帕金森氏病，仍然是一项艰巨的挑战。有毒蛋白质聚集与神经退行性疾病有关，这表明基因沉默是一种广泛适用的治疗策略。尽管 ASO 和基于 CRISPR 的沉默具有抑制致病蛋白表达的潜力，但努力尚未成功。在本期第 1421 页，Neumann 等人。( 1 ) 报道了一种新的表观遗传编辑器，可以抑制小鼠大脑中朊病毒蛋白 (PrP) 的表达，为治疗神经退行性疾病提供了一种新方法。
基于 CRISPR 的基因组编辑器的药物输送系统
成熟和新兴的基因编辑器 CRISPR–Cas 系统是一种广泛存在的原核生物防御系统，用于防御入侵的噬菌体和外来遗传物质。在自然界中，它们由 (1) 效应模块（在第 1 类 CRISPR 系统中是蛋白质复合物，在第 2 类 CRISPR 系统中是单个效应子）和 (2) 适应模块（将外来序列整合到 CRISPR 阵列中，crRNA 从中表达）组成。由于这些系统是 RNA 引导的，因此可以通过改变 crRNA 的序列重新定位它们，这为可编程基因组编辑工具提供了一个起点，有关此类工具的开发已在其他地方进行了综述 5 – 13 。第一个被设计用于人类细胞的系统是 2 类 CRISPR–Cas9 系统 14、15，其中化脓性链球菌 CRISPR–Cas9 系统 (SpCas9；也简称为 Cas9) 是目前使用最广泛的系统。Cas9 在与向导 RNA（对于 Cas9 来说称为单向导 RNA (sgRNA)）互补的靶位点处产生双链断裂 (DSB)；在人类细胞中，这些 DSB 可以通过非同源末端连接 (NHEJ) 修复，这一过程通常会导致基因功能丧失。早期临床数据 16 表明，NHEJ 介导的基因敲除会降低致病蛋白的表达（见相关链接）。靶向的 DSB 也可以通过宿主细胞的内源性同源修复机制进行修复，从而整合由 Cas9 和 gRNA 随附的外源提供的模板 DNA。 Cas9 已被改造以实现其他基因组结果。通过突变 SpCas9 的催化残基（参考文献 17），Cas9 可以转化为可编程的 DNA 结合蛋白，通常称为死 Cas9 (dCas9)。尽管单独使用 dCas9 可以通过阻止 RNA 聚合酶的通过来减少靶基因转录，但 dCas9 与转录抑制因子（例如 Krüppel 相关框结构域 18）或表观基因组修饰因子（例如 DNA 甲基化酶 DNMT3A 19、20）的融合已促成 CRISPR 干扰系统的产生。类似地，dCas9 可通过融合转录激活因子（如 VP64（参考文献 21））或表观基因组修饰因子（如人类乙酰转移酶 p300（参考文献 22）或 TET1 脱甲基酶 19、23）用于靶向转录激活。
基于活动的哺乳动物细胞膜编辑器的定向进化
细胞膜含有多种脂质，由于缺乏原位控制调节膜组成的方法，人们对于单个脂质生物学功能的了解一直受到阻碍。在这里，我们提出了一种编辑磷脂的策略，磷脂是生物膜中最丰富的脂质。我们的膜编辑器基于细菌磷脂酶 D (PLD)，它通过水或外源醇对磷脂酰胆碱进行水解或转磷脂酰化来交换磷脂头部基团。利用哺乳动物细胞中活性依赖性的定向酶进化，我们开发并从结构上表征了一个“超级PLD”家族，其活性比野生型 PLD 高 100 倍。我们证明了超级PLD 在活细胞中特定细胞器膜内光遗传学编辑磷脂以及体外生物催化合成天然和非天然设计磷脂的实用性。除了超级PLD之外，哺乳动物细胞中基于活动的定向酶进化是一种可推广的方法，可以设计出额外的化学酶生物分子编辑器。
基本编辑器的精确基因组编辑
摘要：单核苷酸变体约占人类已知的致病遗传变异的一半。基因组编辑策略通过逆转最小侧面效应的致病点突变具有巨大的治疗潜力，现在正在积极追求。基础编辑和主要编辑等精确和有效的基因组编辑策略的出现为核苷酸转化提供了强大的工具，而无需诱导双链DNA断裂（DSB），这表现出了固化遗传疾病的巨大潜力。基本编辑器的多种工具包已被开发，以提高应用程序不同背景下的编辑效率和准确性。在这里，我们总结了基本编辑者的发展（BES），他们的局限性和基于基础编辑的治疗策略的未来观点。
CRISPR基础编辑器基于靶向的随机诱变（...
通过靶向的随机诱变（TRM）工具定向所需基因座的进化（DE）是一种强大的方法，用于产生具有新颖或改进功能的遗传变异，尤其是在复杂的基因组中。基于TRM的DE涉及开发目标DNA序列的突变库，并筛选所需特性的变体。然而，很长一段时间以来，DE方法仅限于细菌和酵母菌。最近，基于CRISPR/CAS和DNA脱氨酶的工具可以避开持久的障碍，例如较长的寿命，小型图书馆大小和低突变率，以促进多细胞生物本机遗传环境的DE。不是很明显的，基于脱氨酶的基础编辑-TRM（BE-TRM）工具通过实现基础取代和对目标DNA序列的随机化来大大扩展了DE方案的范围和效率。BE-TRM工具为所需蛋白质的连续分子演化，代谢途径工程，创建所需基因座的突变库以发展新功能以及其他应用，例如预测赋予抗生素耐药性的突变体。此重新查看提供了有关DE的BE-TRM工具的最新进展，其在生物学中的应用以及未来的方向以进行进一步改进的更新。[BMB报告2024; 57（1）：30-39]
利用 TadA 的下一代胞嘧啶碱基编辑器
• 脱氨酶的定向进化 • PAM 变体碱基编辑器 • 定向进化 Cas9 以创建用于 BE 的非 NGG PAM 变体 • 密码子、NLS 和接头优化 • 环状置换体和镶嵌碱基编辑器 • DNA 脱靶评估 • RNA 脱靶评估 • 旁观者编辑最小化 • 引导 RNA 工程 • 离体和体内 BE 递送 • 最小化脱靶活性的工程 BE • HSC、肝细胞和 T 细胞的离体碱基编辑 • ABE 的低温电子显微镜结构 • 小鼠体内碱基编辑 • 非人类灵长类动物体内编辑
使用碱基编辑器进行精确的基因组编辑
摘要：单核苷酸变异约占人类已知致病遗传变异的一半。通过逆转致病点突变且副作用最小的基因组编辑策略具有巨大的治疗潜力，目前正在被积极推行。碱基编辑和主要编辑等精准高效的基因组编辑策略的出现为核苷酸转换提供了强有力的工具，而不会诱导双链 DNA 断裂（DSB），这在治疗遗传疾病方面显示出巨大的潜力。人们开发了各种各样的碱基编辑器工具包，以提高不同应用环境中的编辑效率和准确性。本文，我们总结了碱基编辑器（BE）的发展、它们的局限性以及基于碱基编辑的治疗策略的未来前景。
具有最小基因组错误的工程化主要编辑器
（未经同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2024 年 8 月 3 日发布。；https://doi.org/10.1101/2024.08.02.606370 doi：bioRxiv 预印本