【1】Nucleic Acids Research:发表新型RNA精准编辑系统

2022-09-02报道,中国科学院上海营养与健康研究所王泽峰团队在Nucleic Acids Research上,发表长文Programmable RNA base editing with a single gRNA-free enzyme。

目前的基因编辑技术(基因编辑最新研究进展)(1)

该研究报道了一种单一组分的新型可编程RNA单碱基编辑系统REWIRE(RNA editing with individual RNA-binding enzyme),可在人体细胞中实现高达60%-80%的A-to-I或C-to-U编辑。该系统利用一种人源PUF蛋白来靶向识别RNA序列。PUF蛋白包含一个RNA结合域,称Pumilio同源域或PUF域。RNA结合域通常由八套36个氨基酸的重复序列组成。每个重复序列上有三个氨基酸残基在和RNA的结合中具有重要作用。通过对可编程PUF结构域的设计和对其长度的优化,该系统可实现对8-10nt的目标序列精准定位高效编辑靶标的同时降低脱靶效应。

原文:doi.org/10.1093/nar/gkac713

【2】Science:重大进展!揭示CRISPR RNA引导的蛋白酶的作用机制,有望提供新的抗病毒工具和组织工程工具

2022-08-29报道,在一项新的研究中,来自美国康乃尔大学、荷兰代尔夫特理工大学和韩国浦项科技大学的研究人员为一系列CRISPR系统提供了新的见解,这可能导致在动物和植物中有前途的抗病毒工具和组织工程工具。他们着重关注新发现的CRISPR RNA引导的Caspase(CRISPR RNA-guided Caspase, Craspase)系统。相关研究结果于2022年8月25日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Craspase is a CRISPR RNA-guided, RNA-activated protease”。论文通讯作者为康乃尔大学文理学院分子生物学与遗传学教授Ailong Ke博士和代尔夫特理工大学的Stan J.J. Brouns博士。

目前的基因编辑技术(基因编辑最新研究进展)(2)

Ke说,“一方面,这种关联是完全出乎意料的,它指出了细菌中新的抗病毒作用模式。另一方面,我们可以利用这样一个系统来开发许多生物技术和治疗应用,如果我们了解这个分子机器内部的所有小组件。”

Ke说,“我希望更多的科学家们能够探究这个系统的潜力并加入进来。我们都认为CRISPR引导的核酸酶是一种治愈遗传疾病的工具,但是CRISPR引导的蛋白酶可能以更广泛的方式对生物学产生影响。”

原文:doi:10.1126/science.add5064.

【3】Nat Biotechnol:利用改进的CRISPR-Cas9基因编辑系统将较长的DNA序列高效引入细胞基因组中的精确位点

2022-08-30报道,美国格拉斯通研究所和加州大学旧金山分校开发的这种方法让科学家们能够以非常高的效率将特别长的DNA序列引入细胞基因组的精确位置,而不需要传统上用来携带DNA进入细胞的病毒递送系统。相关研究结果于2022年8月25日在线发表在Nature Biotechnology期刊上,论文标题为“High-yield genome engineering in primary cells using a hybrid ssDNA repair template and small-molecule cocktails”。

目前的基因编辑技术(基因编辑最新研究进展)(3)

在这项新的研究中,这些作者使用新的DNA模板产生了超过10亿个靶向多发性骨髓瘤的CAR-T细胞。CAR-T细胞是经过基因改造的T细胞,可以有效对抗特定的细胞或癌症。有了新的由Cas9指导的单链模板,大约一半的T细胞获得了新的基因,因而被转化为CAR-T细胞。

论文共同作者、加州大学旧金山分校血液学与肿瘤学科医学助理教授Justin Eyquem博士说,“我们知道,将DNA模板靶向基因组中称为TRAC(T-cell receptor α constant, T细胞受体α恒定区)位点的特定位点,将会提高CAR-T细胞的抗肿瘤效力。这种新的非病毒方法使我们能够更有效地实现这一目标,这将加快下一代CAR-T细胞疗法的开发。”

此外,这些作者发现他们的方法首次可以完全替换与罕见遗传性免疫疾病相关的两个基因,即IL2RA和CTLA4基因。

原文:doi:10.1038/s41587-022-01418-8.

【4】Nat Commun:当心!CRISPR/Cas9基因编辑可能导致细胞毒性和基因组不稳定性

2022-08-26报道,在一项新的研究中,西班牙巴塞罗那生物医药研究所研究员Fran Supek博士及其研究团队报告说,根据人类基因组的靶序列位点,CRISPR/Cas9基因编辑可以引起细胞毒性和基因组不稳定性。这种不想要的影响是由关键的肿瘤抑制蛋白p53介导的,并由编辑位点附近的DNA序列和周围区域的多种表观遗传因子决定。相关研究结果于2022年8月4日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“TP53-dependent toxicity of CRISPR/Cas9 cuts is differential across genomic loci and can confound genetic screening”。

目前的基因编辑技术(基因编辑最新研究进展)(4)

Supek博士总结道,“这种不想要的后果可能会招致基因组不稳定的风险,这在体外CRISPR疗法中是非常不可取的,在这种疗法中,患者的细胞在实验室中接受基因编辑,并重新引入患者体内。我们希望我们的研究为如何设计更安全的CRISPR试剂提供一些指导,并鼓励对这一问题进行进一步研究。”

原文:doi:10.1038/s41467-022-32285-1.

【5】Nature子刊: 一组新的基因识别衰老细胞并预测跨组织的衰老相关途径

2022-08-25报道,近日,来自明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所内分泌科的研究者们在Nature Communications杂志上发表了题为“A new gene set identifies senescent cells and predicts senescence-associated pathways across tissues”的文章,该研究揭示了SenMayo是一个具有潜在临床应用价值的监测衰老的基因集。

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本研究揭示了一个新的基因集(SenMayo),它随着组织和物种的衰老而增加,对衰老的细胞清除做出反应,并可用于批量和scRNA-seq分析,以确定高水平表达衰老/SASP基因的细胞。 该基因集在衰老细胞负荷的临床评估和衰老疗法的研究中也具有潜在的实用价值。此外,SenMayo避开了目前在单细胞水平上对衰老细胞进行转录鉴定的限制,从而允许进行详细的分析(例如假时间、细胞间信号传递),这将有助于在未来的研究中更好地表征这些细胞。

原文:doi:10.1038/s41467-022-32552-1.

【6】上科大高冠军团队开发简单高效的大片段基因敲入编辑器——TEd

2022-08-16报道,上海科技大学生命学院高冠军团队在 Nucleic Acids Research 期刊在线发表题为:Transcription-coupled donor DNA expression increases homologous recombination for efficient genome editing 的研究论文。 该研究报道了一种名为“TEd”简单、高效的基因编辑方法(Transcription-coupled Editor,TEd转录耦合编辑器)。研究团队通过在传统HR-donor(HR-供体)上引入转录过程以改变DNA修复过程中的供体染色质结构状态来促进同源重组的发生,从而实现细胞内大片段DNA的高效编辑。

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该首次通过引入启动子改造HR-donor开发出了转录偶联新型基因编辑器TEd。通过一系列优化,TEd初步解决了传统CRISPR-Cas9介导的同源重组在大片段knockin效率低的问题。此外,TEd方法对于基因删除、取代、点突变较传统方法都有显著提高,这为TEd将来在临床治疗方面的应用奠定了基础。同时,团队大胆预测TEd转录偶联编辑器可能同样适用于其它物种。

【7】Nucleic Acids Res:新的DNA修复方法成功地修复了患者肾细胞中的致病性基因突变

2022-08-12报道,在一项新的研究中,来自英国布里斯托大学和瑞典卡罗琳学院的研究人员成功地利用一种可能引发治疗变革的DNA修复工具在患者的肾细胞中修复了导致一种影响儿童和年轻人的衰弱的遗传性肾脏疾病的基因突变。相关研究结果发表在2022年7月22日的Nucleic Acids Research期刊上,论文标题为“Highly efficient CRISPR-mediated large DNA docking and multiplexed prime editing using a single baculovirus”。

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在这项新的研究中,这些作者描述了他们如何构建一种DNA修复工具来修复Podocin缺陷,这是遗传性类固醇抵抗性肾病综合征(Steroid Resistant Nephrotic Syndrome, SRNS)的一个常见的遗传原因。

论文共同作者、布里斯托大学的Gavin Welsh教授总结说,“这些结果是非常令人鼓舞的。Berger团队开创的这种新方法不仅对治疗SRNS有希望,而且对治疗一系列其他的肾脏遗传疾病也有希望,在这些疾病中,有效的基因修复在目前的技术中是不可行的。将新的载体系统用于临床应用是一条漫长的道路,但我们相信它所提供的优势使这是一项非常值得的研究工作。”

原文:doi:10.1093/nar/gkac587.

【8】领先David Liu一个月,吉林大学李占军/赖良学率先开发出单个AAV递送的碱基编辑器

2022-08-10报道,吉林大学李占军教授团队、赖良学教授团队合作在 The CRISPR Journal 发表了题为:Compact Cje3Cas9 for Efficient In Vivo Genome Editing and Adenine Base Editing 的研究论文。 该研究开发了一种名为 Cje3Cas9 的新型紧凑型 Cas9,可用于体内的高效基因编辑和腺嘌呤碱基编辑。

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这项研究提高了碱基编辑的治疗潜力,确立了单AAV碱基编辑器系统的优势,并提供了一套具有广泛靶向能力的单AAV腺嘌呤碱基编辑器,以支持高效的体内碱基编辑。

【9】华南农大刘耀光院士团队开发碱基编辑靶点设计工具——BEtarget

2022-08-05报道,近日,华南农业大学生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室刘耀光院士/谢先荣副研究员团队在 Computational and Structural Biotechnology Journal 期刊发表了题为:BEtarget: A versatile web-based tool to design guide RNAs for base editing in plants 的研究论文。

目前的基因编辑技术(基因编辑最新研究进展)(9)

该研究开发了一款帮助研究人员选择用于碱基编辑靶点的在线工具—BEtarget(http://skl.scau.edu.cn/betarget/),并整合到团队开发的基因编辑设计与综合分析工具系统——CRISPR-GE(http://skl.scau.edu.cn/)。

此次碱基编辑靶点设计工具 BEtarget 的加入,进一步丰富了 CRISPR-GE 的功能,能够更好地服务于科研工作者使用基因编辑技术。

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