Nature BME:一种未检测到RNA和DNA脱靶基因突变的肝细胞内胞苷碱基编辑方法

2022-02-07 01:41:31 来源:
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很大一部分遗传病是由单碱基遗传物质型造成了的,这种遗传物质型有可能被RNA微控制器脱甲醇酶(被称为DNA校对器(BEs))当作为小分子。BEs通过尿嘧啶和肌苷当下部副产品,通过单单链DNA特异性嘧啶或腺苷脱甲醇酶,使单个C·G到T·A或A·T到G·CDNA对副产品,这些酶与催化毁坏的Cas9融合。 这些DNA对变换独立自主于双单链DNA断裂或位与定向修缮,并且必需在有丝分崩离析后分有组织当中在血液透过有效校对。最近的本体内研究课题确实,立方体苷DNA校对(CBEs)可以在蛋白质当中造成了成千上万个sgRNA独立自主遗传物质暗示分组的广泛脱靶遗传物质型,在诱导多能干蛋白质和蛋白质期生殖当中造成了数百个同类型遗传物质分组的脱靶遗传物质型。总之,这些数据确实,CBE的暗示可能可能会对患者的应用助长非常大的风险,本文评核血液本体分有组织当中嘧啶DNA校对流程当中的脱靶畸变,并建立一种使CBE暗示一段时间内如此一来的传递工具。

为了评核CBEs在血液的非靶向脱甲醇发挥作用,本文重点项目研究课题了Pahenu2果蝇尿症模型,该模型可以通过AAV诱导的金黄色葡萄球菌(Sa)KKH–CBE3子系统进入果蝇大肠脏来治愈。采用双AAV-intein分崩离析子系统将其子系统过渡到Pahenu2果蝇当中,以辩解甲醇基酸当中造成了病症的T-to-C遗传物质型。首先采用RNA测序评核遗传物质暗示分组同类型域的脱靶去甲醇发挥作用。将暗示SaKKH–CBE3的真核生物转染到HEK293T蛋白质当中造成了千分之39000个C-to-U变换。为了确定在大肠内嘧啶DNA校对流程当中是否是引发类似的遗传物质暗示分组同类型域的脱靶遗传物质型率,采用AAV8将SaKKH–CBE3有子系统过渡到Pahenu2果蝇。8都将,当AAV载本体的转遗传物质暗示达致千分之值时,从大肠脏提取RNA,并采用RNA序列归纳。尽管仔细观察到23%的小分子校对,与未管控的结果确实远比,遗传物质暗示分组同类型域的C-to-U变换很难减小。

嘧啶校对须要引发在管控过的HEK293T蛋白质当中ACW的类似APOBEC相一致序列内,但在管控过的果蝇大肠脏当中不引发。有趣的是,当尤其有所不同样本当中的SaKKH-CBE3暗示时,仔细观察到HEK293T蛋白质的遗传物质暗示低水平比大肠脏更高三个总能量。为了研究课题CBE过度暗示是否是与本体内更高非小分子校对引发率无关,将吗啡的SaKKH-CBE3 mRNA和sgRNA转染到含有Pahenu2特异性甲醇基酸7的HEK293T和Hepa蛋白质当中。与真核生物转染远比,CBE暗示降低了18倍,在小分子校对时保留了63%,但显著降低了RNA脱靶遗传物质型。

在此之后评核了AAV诱导的将SaKKH–CBE3导入Pahenu2果蝇是否是可能会造成了遗传物质分组DNA的脱靶校对。在先同一时间的研究课题当中很难发现在预测的非靶特异性上有sgRNA诱发遗传物质型,但在分有组织的DNA校对流程当中是否是引发随机的非sgRNA诱发非靶遗传物质遗传物质型仍不清楚。每个蛋白质的这些遗传物质型是有所不同的,不用用蛋白质当中大量DNA的同类型遗传物质分组测序来侦测。从经放射治疗和无权放射治疗的相尤其果蝇当中分离大肠蛋白质,并在测序同一时间将其生化增量为无机化学诱导的大肠祖蛋白质(CLiP)。必需取得S的生化DNA,从无权管控的相尤其生物当中选择了3个生化,从AAV管控的生物当中选择了11个生化,并在30×覆盖率的S要能启动子透过了推定校对。AAV诱导的SaKKH–CBE3暗示进入大肠脏后,不可能会造成了大肠蛋白质对RNA和遗传物质分组DNA的大量脱靶脱甲醇发挥作用。

对校对果蝇的Pahenu2遗传物质的大幅度归纳标示出,由于对侧DNA单链同时透过刻痕和DNA外科手术修缮,SaKKH–CBE3暗示造成了靶遗传物质频繁成型indel。为了降低indel的成型,用核酸酶致死的SaKKH–CBE2和Gam–SaKKH–CBE4互换了SaKKH–CBE3,这是第四代BE,其当中噬菌本体Mu共通的Gam蛋白与双单链DNA断裂的混合被认为可以降低indel的成型、。然而,尽管SaKKH–CBE2和Gam–SaKKH–CBE4造成了较多的indels。

在此之后归纳了LNP诱导的大肠脏DNA校对是否是可能会造成了RNA或DNA的脱靶脱甲醇。考虑到这种工具只造成了SaKKH–CBE3的也就是说暗示,注射3毫克/千克的剂量后48天内透过了RNA序列归纳。重要的是,发现CBE暗示低水平在人体内mAPOBEC1的同类型域内,与无权放射治疗的结果确实远比,不可能会造成了C-U变换减小。此外,嘧啶校对并不须要引发在类似的APOBEC诚意序列当中。LNP给药物一个月后,SaKKH–CBE3暗示完同类型消逝,绝不据闻,再次很难仔细观察到C-to-U脱靶遗传物质型。为了大幅度评核LNP诱导的SaKKH–CBE3传递是否是造成了遗传物质分组DNA的脱靶去甲醇发挥作用,首先采用生物技术测序(HTS)(>10000×覆盖率)归纳了计算预测的脱靶loci。仔细观察到这些启动子很难更高于取材低水平的C-to-T副产品。在此之后重点项目研究课题sgRNA非诱发脱靶遗传物质型,并在放射治疗一个月后分离大肠蛋白质透过生化增量。利用LNP诱导的SaKKH-CBE3 mRNA和无机化学修饰的sgRNA的DNA校对必需测量仪器病症遗传,而不可能会在遗传物质暗示分组和遗传物质分组上侦测到脱靶去甲醇发挥作用。

本文开发了一种非HIV和短暂的DNA校对工具来放射治疗单遗传物质大肠病,很难值得注意的脱靶畸变。带有极更高的诊疗同一时间景。

Villiger, L., Rothgangl, T., Witzigmann, D. et al. In vivo cytidine base editing of hepatocytes without detectable off-target mutations in RNA and DNA. Nat Biomed Eng 5, 179–189 (2021).

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