Редактирование генов LEAPER
LEAPER ( использование эндогенного ADAR помощью можно для программируемого редактирования с РНК которого ) — это метод генной инженерии в молекулярной биологии, редактировать . РНК Этот метод основан на использовании сконструированных цепей РНК для привлечения нативных ферментов ADAR для замены различных соединений в РНК. Этот метод, разработанный исследователями Пекинского университета в 2019 году, по мнению некоторых, более эффективен, чем метод редактирования генов CRISPR . [1] Первоначальные исследования утверждали, что эффективность редактирования достигает 80%.
Краткое содержание
[ редактировать ]
В отличие от методов редактирования генов ДНК (например, использования белков CRISPR-Cas для внесения модификаций непосредственно в дефектный ген), LEAPER нацелен на редактирование информационной РНК (мРНК) того же гена, который транскрибируется в белок. [3] Посттранскрипционная модификация РНК обычно включает стратегию преобразования аденозина в инозин (А-в-I), поскольку инозин (I) явно имитирует гуанозин (G) во время трансляции в белок. Редактирование A-to-I катализируется аденозиндезаминазой, действующей на ферменты РНК (ADAR), субстратами которых являются двухцепочечные РНК. [4] Три гена ADAR человека были идентифицированы с белками ADAR1 (официальный символ ADAR) и ADAR2 (ADARB1), имеющими профили активности. LEAPER достигает такого целенаправленного редактирования РНК за счет использования коротких сконструированных РНК, рекрутирующих ADAR (arRNA). arРНК состоят из эндогенных белков ADAR1 с несколькими РНК-связывающими доменами (RBD), слитыми с пептидом, белком CRISPR-Cas13b, и направляющей РНК (гРНК) длиной от 100 до 150 нт для высокой эффективности редактирования, предназначенной для привлечения химерного белка ADAR к целевой сайт. [2]
Это приводит к изменению способа синтеза белка во время трансляции .
История
[ редактировать ]Техника была открыта группой исследователей из Пекинского университета в Пекине , Китай. Об открытии было объявлено в журнале Nature Biotechnology в июле 2019 года. [5]
Приложения
[ редактировать ]Китайские исследователи использовали LEAPER для восстановления функциональной активности ферментов в клетках пациентов с синдромом Гурлера . Они утверждают, что LEAPER может помочь в лечении почти половины всех известных наследственных заболеваний. [5]
Высокоспецифичная эффективность редактирования до 80% может быть достигнута, когда редактирование LEAPER с использованием arRNA151 осуществляется через плазмидный или вирусный вектор или в виде синтетического олигонуклеотида , хотя эта эффективность значительно варьируется в зависимости от типа клеток. [4] Основываясь на этих предварительных результатах, LEAPER может иметь наибольшие терапевтические перспективы при отсутствии продукции функционального белка, но если частичное восстановление экспрессии белка обеспечит терапевтическую пользу. Например, в клетках человека с дефектной экспрессией α-L-идуронидазы (IDUA) в клетках пациентов с синдромом Гурлера с дефектом IDUA, LEAPER привел к редактированию укороченного мутанта p53 W53X с использованием arRNA151 для достижения «нормальной» трансляции p53 и функциональные транскрипционные ответы, опосредованные р53. [4]
Сравнение с CRISPR
[ редактировать ]LEAPER аналогичен CRISPR Cas-13 тем, что он нацелен на РНК до синтеза белков. Однако LEAPER проще и эффективнее, поскольку для него требуется только arRNA, а не Cas и направляющая РНК. [5] По мнению разработчиков LEAPER, он потенциально может быть проще и точнее, чем любой метод CRISPR. [6]
LEAPER также устраняет проблемы со здоровьем и технические барьеры, возникающие из-за введения экзогенных белков. [7]
Его также называют более этичным, поскольку он не меняет ДНК и, следовательно, не приводит к наследственным изменениям, в отличие от методов, использующих CRISPR Cas-9. [8]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мерфи Ф., Уолш М. (15 июля 2019 г.). «Ученые Пекинского университета являются пионерами новой технологии редактирования генов» . Кайсинь . Архивировано из оригинала 28 октября 2020 года . Проверено 25 августа 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Акино-Жаркен Дж. (март 2020 г.). «Новые программируемые системы для редактирования РНК, опосредованного ADAR» . Молекулярная терапия: нуклеиновые кислоты . 19 : 1065–1072. дои : 10.1016/j.omtn.2019.12.042 . ПМК 7015837 . ПМИД 32044725 .
- ^ Дай Икс, Бланкафорт П., Ван П., Сгро А., Томпсон Э.В., Остриков К.К. (июнь 2020 г.). «Инновационные прецизионные инструменты редактирования генов в персонализированной медицине рака» . Передовая наука . 7 12):1902552.doi : ( 10.1002/advs.201902552 . ПМЦ 7312441 . ПМИД 32596104 .
- ^ Jump up to: а б с Цюй Л, И З, Чжу С, Ван С, Цао З, Чжоу З и др. (ноябрь 2019 г.). «Поправка автора: программируемое редактирование РНК путем привлечения эндогенного ADAR с использованием сконструированных РНК» . Природная биотехнология . 37 (11): 1380. doi : 10.1038/s41587-019-0292-y . ПМИД 31554940 .
- ^ Jump up to: а б с Карфаньо Дж. (23 июля 2019 г.). «LEAPER: Новый подход к генетическому редактированию может конкурировать с CRISPR» . Новости Doc Wire . Архивировано из оригинала 25 сентября 2020 года . Проверено 25 августа 2020 г.
- ^ Мецл Дж (2020). Взлом Дарвина . Справочники, Incorporated. стр. 99–100. ISBN 978-1492670094 .
- ^ Цюй Л, И З, Чжу С, Ван С, Цао З, Чжоу З и др. (январь 2019 г.). «Использование эндогенного ADAR для программируемого редактирования РНК». bioRxiv : 605972. doi : 10.1101/605972 . S2CID 145866788 .
- ^ Чжоу Ц, Чжан Ю, Цзоу Ю, Инь Т, Ян Дж (май 2020 г.). «Редактирование генов эмбриона человека: скальпель Бога или ящик Пандоры?». Брифинги по функциональной геномике . 19 (3): 154–163. дои : 10.1093/bfgp/elz025 . ПМИД 32101273 .