在活哺乳动物细胞中的高分辨率和可编程RNA-IN和RNA-OUT遗传电路
Min Zhang1, Xue Zhang1, Yongyue Xu1
1MOE Key Laboratory of Bioinformatics, Center for Synthetic and System Biology, School of Life Sciences, Tsinghua University, Beijing, 100084, China.
Nature communications
|October 9, 2024
概括
这项研究引入了一个可编程的RNA-IN和RNA-OUT遗传电路,用于感知和操纵细胞RNA. 这项创新能够精确检测突变,并动态控制细胞过程,提供新的治疗途径.
科学领域:
- 合成生物学 合成生物学
- 分子生物学分子生物学
- 基因规则 基因规则
背景情况:
- 细胞功能是由RNA和蛋白质表达调节的.
- 异常RNA表达和突变导致癌症等疾病.
- 向内源RNA具有治疗疾病治疗的治疗潜力.
研究的目的:
- 开发一种可编程的基因电路,用于动态RNA传感和操纵.
- 为了提高点突变的检测灵敏度.
- 为了证明电路在控制细胞路径和状态方面的实用性.
主要方法:
- 使用可编程CRISPR关联蛋白酶 (CASP) 复合体用于RNA检测的RNA-IN模块的开发.
- 实现一个RNA-OUT模块与工程蛋白酶响应dCas9-VPR激活器.
- 在CASP复合体内利用双核酸协同切换效应来扩大突变信号.
主要成果:
- CASP模块将点突变信号放大了多达94倍.
- 该RNA-IN/RNA-OUT电路成功地重新连接了内源RNA信号,以控制孕激素生物合成.
- 证明了对介质干细胞 (MSC) 差异化和上皮向介质干细胞过渡 (EMT) 的动态监测,以及选择性瘤细胞杀死.
结论:
- 开发的可编程RNA-IN和RNA-OUT电路为细胞RNA提供了动态控制.
- 该系统显著提高了点突变检测灵敏度.
- 该电路显示了基因治疗,生物传感和合成调节网络设计的广泛潜力.
