編集結果の細胞決定因子を操作することによって,改良されたプライム編集システム
Peter J Chen1, Jeffrey A Hussmann2, Jun Yan3
1Merkin Institute of Transformative Technologies in Healthcare, Broad Institute of Harvard and MIT, Cambridge, MA 02141, USA; Department of Chemistry and Chemical Biology, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA; Howard Hughes Medical Institute, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA.
DNAミスマッチ修復 (MMR) はプライム編集を阻害し,望ましくない副産物を引き起こします. 新しいプライム編集システム (PE4,PE5,PEmax) は一時的にMMRを阻害し,哺乳類の細胞の編集効率と精度を大幅に高めています.
科学分野:
- 分子生物学
- 遺伝学
- バイオテクノロジー
背景:
- プライムエディティングは精密なDNA配列改変機能を提供します.
- プライム編集の効率と特異性に影響を与える細胞因子は完全に理解されていません.
研究 の 目的:
- プライム編集の結果に影響を与える細胞の決定因子を調査する.
- 効率を上げ,副産物を減らすための改良されたプライム編集システムを開発する.
主な方法:
- プライム編集に影響を与える要因を特定するために,プールされたCRISPR干渉 (CRISPRi) スクリーンを使用した.
- 暫定的なMMR阻害を組み込んだ新しいプライム編集システム (PE4,PE5) を設計した.
- PEmaxを作成するためにプロテインアーキテクチャを最適化しました.
- MMRによる編集の干渉を回避するために 静かな変異を導入した.
主要な成果:
- DNA不一致修復 (MMR) をプライム編集の主要な障害として特定し,インデル形成を促進します.
- 暫定的なMMR阻害を持つPE4とPE5システムは,それぞれPE2とPE3の7.7倍と2.0倍でプライム編集効率を高めました.
- MMRに適した細胞で 編集/インデルの比率は3.4倍改善しました
- PEmaxアーキテクチャは,HeLa細胞の編集効率を2. 8倍向上させました.
- 7種類の哺乳類の細胞に 191の編集で強化されたプライム編集を成功させた.
結論:
- 暫定的なMMR抑制は,プライム編集の効率と特異性を高める強力な戦略です.
- 最適化されたプライムエディタデザインと編集戦略は,セルラーバリアを克服できます.
- これらの進歩は 精密なゲノム工学における プライム編集の有用性を大幅に改善します
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