【引導編輯系統在全基因組范圍具有高特異性】近日,中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員高彩霞團隊在植物細胞及個體兩個水平上對引導編輯系統的脫靶效應進行了深入和系統的評估。相關研究成果于4月15日在線發表在《自然-生物技術》雜志。傳送門:http://t.cn/A6cayu4v

基因編輯系統由nCas9(H840A)融合逆轉錄酶和pegRNA(prime editing guide RNA)組成,在pegRNA的引導下,nCas9切割非靶標鏈產生缺刻,釋放出可與其PBS序列結合的遊離單鏈,從而起始逆轉錄酶對RT模板的逆轉錄過程,然後通過DNA修複將RT模板上對應的鹼基改變引入基因組。

針對引導編輯pegRNA依賴型的脫靶效應,研究人員首先設計了一系列在pegRNA的間隔序列與引物結合位點(PBS)序列不同位置上分別引入數量不同的錯配鹼基,發現該系統對間隔序列近PAM端或PBS的5’端的錯配的容忍程度較低。接著,研究人員進一步對179個潛在的內源脫靶位點的引導編輯情況進行高深度的檢測,發現引導編輯系統在水稻內源位點鮮有脫靶編輯。因此,引導編輯系統的pegRNA依賴型的脫靶效應非常低,可通過pegRNA合理設計提升該系統的特異性。

研究團隊前期研究表明,胞嘧啶鹼基編輯器BE3可能造成不依賴于向導RNA全基因組水平的脫靶效應。同時,由于水稻基因組小且再生植株具有相似的遺傳背景,可以克服動物全基因組重測序過程中大量的異質細胞序列分析的複雜性難題。

因此,研究人員重點評估了引導編輯系統是否造成不依賴pegRNA的全基因組范圍的脫靶效應。通過對引導編輯水稻植株的全基因組測序分析,統計了全基因組范圍內的鹼基替換和小片段插入與刪除突變數目,發現引導編輯系統的表達不會在基因組內引發額外的SNVs或Indels突變。http://t.cn/A6cayu4P

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