物理科技生物学-PHYICA

研究人员证明了植随身空间之平淡生活物中主要编辑的高度特异性

生物 2021-11-04 00:02:41

中国科学院 内生目标点和非目标点的市盈率

全基因组测序的实验设计和工作流程

c,d,WGS在控制组、对等组和基本编辑组(BE3)中确定的SNVs)和Indels (d)的数量

中华11基因组端粒重复序列分布的全基因组图景

在WT、AGL1、对照、PE和BE3组中,百万分之五以上原始读数的读数数的比较

在Cas9和HPT编码区与在整个T-DNA片段中的阅读百分比的比较

信用:IGDB 基于CRISPR的“搜索-替换”基因组编辑技术,在基因治疗和农业方面有着巨大的潜力

它可以将所需的碱基转换、缺失、插入和组合编辑引入目标基因组位点

主要编辑器已经成功地应用于动物和植物,但是它们的偏离目标的效果,可能是现实生活应用的主要障碍,直到现在还没有被彻底评估

教授

中国科学院遗传与发育生物学研究所(IGDB)的高彩霞和她的研究团队最近进行了一项水稻植物PEs非靶标效应的全基因组综合分析

偏离目标的效应原则上有两种类型:导向核糖核酸(gRNA)依赖型和gRNA独立型

第一个原因是靶序列和非靶序列之间的相似性,第二个原因是基于CRISPR的工具(如脱氨酶)在基因组非靶位置的活性

研究人员首先使用带有引物结合位点(PBSs)或含有所选靶序列错配的间隔区的聚乙二醇单丁醚来测量编辑频率,发现位于间隔区种子序列区(靠近PAM)和nCas9切刻位点(H840A)的错配大大降低了聚乙二醇单丁醚的频率,这意味着高编辑特异性

他们还评估了12个聚合酶链反应在179个含有错配的内源性非靶位点的编辑频率,并证实编辑率极低(0

00%~0

23%)

因此,设计与更少非靶位点同源的聚乙二醇单丁醚是必要的

在基于CRISPR的工具中,由功能元件的异位表达引起的非gRNA效应(已被一些基础编辑器检测到)不能通过计算机方法预测

高等

因此使用全基因组测序来研究主要编辑者的异位表达是否在全基因组水平上诱导了不希望的编辑

他们通过农杆菌介导的转化将带有或不带有聚乙二醇单甲醚基因表达盒的聚乙烯构建体导入水稻愈伤组织,并获得再生的T0植物(聚乙烯组)

他们发现PE组的单核苷酸变异体和内含子(小的插入/缺失)的数量并没有显著高于对照组(表达Cas9镍酶)

此外,突变类型分析和突变分布分析进一步表明,pe组和对照组没有显著差异

这一结果表明,植物基因系统并没有在植物中诱导出大量的全基因组范围的非目标基因编辑

由于MLV逆转录酶是基因工程系统的核心元件,过度表达MLV逆转录酶可能会干扰细胞中的自然逆转录机制

因此,研究人员通过分析奥斯特17反转座子的拷贝数和端粒的保真度来评估反转座子和端粒酶的活性,并发现MLV逆转录酶对这两个参数都没有影响

他们还评估了逆转录酶的过度表达可能会增加随机逆转录和产物插入水稻基因组的风险

因此,他们寻找聚乙二醇单丁醚和聚乙二醇单丁醚的插入,但没有检测到这样的事件,进一步表明聚乙二醇单丁醚中的MLV逆转录酶在植物细胞中没有非特异性作用

总之,一项系统的评估表明,主要编辑在植物中具有高度的特异性

这项名为“植物主要编辑的全基因组特异性”的工作于4月15日发表在《自然生物技术》在线版上

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