Una herramienta compacta de edición del genoma basada en AsCas12f derivada del escaneo mutacional profundo y el...

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Tecnologías de edición de genes
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• SpCas9 y AsCas12a son herramientas de edición del genoma establecidas, pero están limitadas por su gran tamaño para la entrega de vectores de virus adeno-asociados (AAV).
• Se necesitan sistemas CRISPR compactos para aplicaciones eficientes de terapia génica in vivo.
• El tipo V-F Cas12f de Acidibacillus sulfuroxidans es una enzima de edición de genoma naturalmente pequeña.

Objetivo del estudio:

• Para mejorar la actividad de edición del genoma de la enzima compacta Cas12f de Acidibacillus sulfuroxidans.
• Desarrollar nuevas variantes de Cas12f adecuadas para la administración mediada por AAV y la edición de genes in vivo.
• Investigar las bases estructurales para una mayor actividad de Cas12f.

Principales métodos:

• Se empleó una exploración mutacional profunda para identificar mutaciones beneficiosas en Cas12f.
• Se utilizaron principios de diseño basados en la estructura para diseñar racionalmente las variantes de Cas12f.
• Se utilizó la crio-microscopía electrónica (crio-EM) para determinar la base estructural de la actividad aumentada.

Principales resultados:

• Se generaron dos variantes mejoradas de Cas12f (enAsCas12f) con una actividad de edición del genoma significativamente mejorada en células humanas.
• Las variantes enAsCas12f demostraron una eficiencia de edición comparable a la de SpCas9 y AsCas12a.
• Las estructuras cryo-EM revelaron que las mutaciones mejoran la formación de dímeros y las interacciones de ácido nucleico, lo que lleva a un aumento de la escisión del ADN.

Conclusiones:

• Las variantes mejoradas de Cas12f proporcionan una plataforma de edición del genoma compacta y eficiente para aplicaciones in vivo.
• El sistema enAsCas12f desarrollado es compatible con los vectores AAV todo en uno para la terapia génica.
• enAsCas12f exhibe una activación genética y transcripcional eficiente in vivo, allanando el camino para herramientas mínimas de edición genética.