在真核细胞中设计了与转录相关的Cas9向
Gregory W Goldberg1, Manjunatha Kogenaru1, Sarah Keegan1
1Institute for Systems Genetics and Department of Biochemistry and Molecular Pharmacology, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|October 2, 2023
概括
工程CRISPR-Cas9系统通过将其与活跃转录联系起来来实现对DNA向的时间控制. 这种转录相关的Cas9向 (TraCT) 系统可以在酵母和人类细胞中精确编辑基因.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 基因编辑 基因编辑
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 2类CRISPR-Cas效应核酶,如Cas9,利用原体空间相邻动机 (PAM) 并指导RNA相互作用用于DNA向.
- 这些相互作用提供了空间控制,而不是时间控制,导致构成性DNA结合和分裂.
- 现有的CRISPR-Cas系统缺乏固有的机制来调节DNA向的时间调节.
研究的目的:
- 设计一个具有对DNA定位的时空控制的CRISPR-Cas9系统,将其与活性转录相合.
- 为了证明转录相关的Cas9向 (TraCT) 在真核细胞中的可行性.
- 探索TraCT用于选择性基因编辑的应用.
主要方法:
- 设计的Cas9融合蛋白旨在将新生RNA与目标DNA序列附近结合.
- 利用低于最佳的PAM相互作用来限制基底Cas9活性.
- 在真核酵母和人类细胞中测试了TraCT系统,并将其应用于选择性基因编辑场景.
主要成果:
- 使用工程 Cas9 融合蛋白 (TraCT) 证明了转录和 DNA 向之间的成功时空合.
- 在酵母和人体细胞中,当不理想的PAM相互作用存在并且新生RNA与DNA结合时,TraCT就能起作用.
- 在不同的基因位点中实现了对相同目标的选择性编辑,并在酵母菌中实现了差异转录的等位基因位点.
结论:
- 对Cas9向的时间控制可以在不改变核心Cas9域或引导RNA组件的情况下进行工程设计.
- 同转录RNA结合作为一个cis作用机制,有条件地激活CRISPR-CasDNA向.
- 在真核生物系统中,TraCT系统提供了一种用于精确和调节基因编辑的新方法.
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