Cas9

Cas9 ( C RISPR  som associeret protein 9 , CRISPR-associeret protein) er en RNA- styret endonuklease forbundet med det adaptive immunsystem CRISPR ( Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats ) i en række bakterier, især Streptococcus pyogenes . S. pyogenes bruger Cas9 til at opbevare [1] , efterfølgende kontrollere og skære fremmed DNA [2] , såsom bakteriofag eller plasmid -DNA .  

Cas9 udfører verifikation ved at afvikle fremmed DNA og bestemme dets komplementaritet med den tyve baseparrede spacer i kontrol-RNA'et . Hvis substratet er komplementært til guide-RNA'et, spalter Cas9 det fremmede DNA. I denne forstand har CRISPR-Cas9-mekanismen en række paralleller med mekanismen for RNA-interferens (RNAi) i eukaryoter. Sikkerheden ved den praktiske anvendelse af denne metode bestemmes blandt andet af, om den ønskede sekvens på tyve basepar er unik i det modificerede DNA.

Brug af Cas9 i genteknologi

Ud over dets oprindelige funktion i bakteriel immunitet, bruges Cas9-proteinet aktivt til at skabe punktbrud i DNA-dobbelthelixen, sådanne brud kan føre til geninaktivering eller skabelsen af ​​heterologe gener gennem forbindelsen af ​​ikke-homologe ender og den tilsvarende homologe rekombination . Sammen med ZFN- og TALEN- proteinerne bliver Cas9 et betydeligt genomredigeringsværktøj. [3]

En af de første til at demonstrere den programmerede DNA-spaltning af Cas9-proteinet var den litauiske biokemiker Virginijus Šikšnis , men hans papir blev ikke accepteret til overvejelse af Cell Reports den 18. april 2012. En måned senere sendte han den til PNAS , hvor det tog flere måneder at gennemgå og offentliggøre [4] . I mellemtiden offentliggjorde den amerikanske biokemiker Jennifer Dowdna og den franske mikrobiolog Emmanuel Charpentier deres artikel i det peer-reviewede videnskabelige tidsskrift Science , hvor det blev gennemgået og accepteret inden for to uger [4] .

Emmanuelle Charpentier og Jennifer Dowdna modtog 2020 Nobelprisen i kemi for at skabe nye teknologier, der gør det muligt for CRISPR-Cas9 at redigere genomet . [5]

Det er overraskende, at Cas9-redigeringsteknologi på grund af patentrestriktioner ikke er tilgængelig for videnskabsmænd over hele verden, men kun for patenthavere, hvilket er en hindring for videnskabens fremskridt, udviklingen af ​​lægemidler til mennesker, der lever med alvorlige sygdomme [6] .

I 2012 vandt Cas9 popularitet, fordi den kan spalte næsten enhver nukleotidsekvens, der er komplementær til et kontrol-RNA [2] . Da selektiviteten af ​​Cas9 er en konsekvens af komplementariteten af ​​kontrol-RNA'et og DNA'et, og ikke modifikationen af ​​selve proteinet (i modsætning til tilfældene med TALEN og ZFN), er produktionen af ​​specifikke Cas9'er til nye DNA-mål mulig [7 ] . Cas9-varianter, der binder DNA, men ikke spalter det (dCas9), kan bruges til at levere transkriptionelle aktivatorer eller repressorer til specifikke DNA-sekvenser for at regulere transkriptionel aktivering og repression [8] [9] . Selvom native Cas9 kræver, at et guide-RNA er sammensat af to fundamentalt forskellige RNA'er, CRISPR RNA (crRNA) og transaktiverings-RNA (tracrRNA) [2] , er Cas9-målretning blevet forenklet ved fremstilling af et enkelt kimærisk guide-RNA. Det antages, at Cas9 kan bruges til at ændre genomet af hele populationer af organismer [10] . I 2015 blev genomet af det menneskelige embryo modificeret for første gang ved hjælp af Cas9 [11] . Teknologien til immunogenomisk konstruktion af hybridomer er blevet udviklet , som gør det muligt hurtigt at omprogrammere specificiteten af ​​deres antistoffer ved hjælp af Cas9 [12] .

Der er blevet skabt en teknologi, der gør det muligt at redigere individuelle "bogstaver" af DNA og RNA uden at skære DNA-kæden over, men ved at konvertere en nukleotidbase til en anden [13] , hvilket vil tillade behandling af medfødte sygdomme forårsaget af punktmutationer . [14] [15] [16]

Ved at bruge cytidin - deaminaser eller adenosin - deaminaser forbundet med dCas9, kan du slå udtrykket fra (ved at indføre for tidlige stopkodoner [17] ) eller ændre den splejsning , der er nødvendig for syntesen af ​​visse proteiner [18] [19]

MAGESTIC (multiplekset nøjagtig genomredigering med korte, sporbare, integrerede cellulære stregkoder) teknologi er blevet skabt, som ikke kun spalter DNA, men også leverer et stykke DNA, der er nødvendigt for præcis udskiftning til brudstedet (ved hjælp af det hybride DNA-bindende protein LexA -Fkh1p), som forbedrer nøjagtigheden og effektiviteten af ​​redigering [20] [21] . CRISPR-associeret transposase CAST (CRISPR-associeret transposase) fra cyanobakterien Scytonema hofmanni kan være et andet værktøj til målrettet DNA-indsættelse . ShCAST katalyserer RNA-drevet DNA-transposition ved ensrettet at indsætte 60-66 bp DNA-segmenter nedstrøms for protospaceren [22] .

Brug af dCas9

Ved at kombinere det inaktiverede dCas9-molekyle, som binder DNA, men ikke spalter det, med FokI -nukleasen , er det muligt at opnå nukleaser og restriktionsenzymer til højselektiv DNA-skæring [23] [24] [25] . Der er også udviklet en metode til selektiv epigenetisk omprogrammering af genaktivitet ved hjælp af et inaktiveret dCas9-molekyle koblet til et enzym, der udfører DNA-demethylering [26] . Desuden kan en sådan omprogrammering af epigenomet udføres selv in vivo [27] [28] . Senere viste det sig, at hvis kontrol-RNA'et forkortes til 14-15 nukleotider, så mister Cas9-molekylet sin evne til at skære DNA [29] [30] . Ved at bruge denne egenskab var det muligt at skabe et system til selektiv aktivering af visse gener in vivo og teste dets effektivitet ved at behandle mus med modellerede sygdomme [31] . Denne metode har kun ét problem: Normalt indlæses CRISPR-systemet i en harmløs virus kaldet adeno-associeret virus (AAV) , som bringer systemet ind i cellen. Men hele proteinet, bestående af dCas9 og guide-RNA, er for stort til at passe ind i en enkelt AAV. For at omgå dette problem indlæste forskerne dCas9 i en virus og kontrol-RNA'et i en anden [31] . Transgene muselinjer blev skabt til rettet genregulering in vivo ved at redigere epigenomet ved hjælp af dCas9p300- og dCas9KRAB-systemerne. Disse musestammer er nyttige værktøjer til at manipulere genekspression in vivo med forskellige guide-RNA'er. [32]

For at øge effektiviteten af ​​dCas9-molekylet kan en gentagne polypeptid-array af gentagne antigener , kaldet SunTag, tiltrække flere kopier af antistoffer forbundet med et epigenetisk redigeringsenzym eller med en fluorescerende mærkebærer . [34] [33]

En anden anvendelse af dCas9 er den programmerede modifikation af aminosyrer i kromatinproteiner . For eksempel muliggør kunstig histon - proteinkinase dCas9-dMSK1 hyperphosphorylering af serin 28 i histon H3 (H3S28ph), som spiller rollen som en "startknap" i den selektive aktivering af promotorer og dermed øger ekspressionen af ​​udvalgte gener . [35] [36]

Nye måder at levere Cas9 ind i cellen

De vigtigste krav til Cas9-leveringssystemet, udover høj leveringseffektivitet, er: (1) konstruktionen, der syntetiserer Cas9, bør ikke integreres i cellegenomet og bør ikke være permanent i cellen for ikke at interferere med cellen og ikke fremkalde immunresponser; (2) leveringsvehiklen skal være i stand til at rumme et tilstrækkeligt stort Cas9-enzym eller mRNA, der koder for det, såvel som et eller flere guide-RNA'er; (3) det skal være praktisk til injicerbar brug; (4) et sådant værktøj, sammen med Cas9 og guide-RNA'er, skulle være let reproducerbart nok til storskalaproduktion af et lægemiddel til bekæmpelse af almindelige sygdomme. I modsætning til virale leveringssystemer opfyldes disse kriterier af lipidnanopartikler. [37] [38] For eksempel blev der skabt et bionedbrydeligt Cas9 leveringssystem med en lipid nanopartikel, som gjorde det muligt at opnå in vivo mere end 97 % hæmning af niveauet af et af blodserumproteinerne efter en enkelt injektion. Desuden førte en sådan enkelt administration, på trods af den midlertidige karakter af leveringssystemet og komponenterne i redigeringssystemet, til langvarig hæmning, der varede i 12 måneder [39] . Ekstracellulære vesikler bruges også til levering [40]

Ikke desto mindre fortsætter udviklingen af ​​virale partikler til levering af Cas9 og sgRNA . En sådan udvikling er NanoMEDIC (nanomembran-afledte ekstracellulære vesikler til levering af makromolekylær last) [41] NanoMEDIC har effektivt induceret genomredigering i forskellige humane celletyper, såsom T-celler, monocytter, iPSC'er og myogene celler.

Mere kompakte Cas-proteiner er nemmere at transportere ind i celler til genomredigering, fordi de kan pakkes i mindre leveringsbærere såsom deaktiveret adeno-associeret virus (AAV). Som sådanne kompakte proteiner kan Cas-varianter, der findes i bakteriofager anvendes , f.eks. CRISPR-CasΦ, som er halvdelen af ​​molekylvægten sammenlignet med Cas9 [42] eller den gensplejsede CasMINI, som trods sin lille størrelse viste sig at være lige så effektiv på pattedyrsceller som almindelige Cas, og trænger samtidig bedre ind i cellerne [43]

Cas9 modifikation

Modifikation af Cas9 ved dets fusion med kromatinmodulerende peptider afledt af HMGN1- og HMGB1-højmobilitetsproteiner, histon H1 og kromatinomdannelseskomplekser øger dens aktivitet flere gange , især i forhold til ildfaste kromatinregioner. Denne fusionsstrategi, kaldet CRISPR-chrom, kan bruges til at forbedre effektiviteten af ​​Cas9 nukleaser i genommodifikation [44] .

CRISPR/Cas9 primer redigering

dCas9-RT primer redigering - denne metode bruger Cas9 nukleasen (modificeret, så den kan skabe et brud i kun én streng af DNA) koblet til en revers transkriptase (RT) og i stedet for det sædvanlige guide RNA, det såkaldte pegRNA ( prime editing guide) bruges RNA - med primer editing guide RNA). Denne metode er ifølge forfatterne mere præcis og alsidig end alle CRISPR-alternativer udviklet indtil videre [45] [47] [48] [46] .

Brug af dCas9 til at visualisere genomiske sekvenser in situ

Forskerne har udviklet en ny molekylær billeddannelsesteknik ved hjælp af den RNA-målrettede endonuklease CRISPR/dCas9 knyttet til et tag. Teknologien gjorde det muligt at mærke udvalgte genomiske sekvenser i kerner og kromosomer in situ. Metoden hedder RGEN-ISL. I modsætning til klassisk fluorescerende in situ hybridisering kræver RGEN-ISL ikke DNA-denaturering og giver derfor bedre bevarelse af kromatinstrukturen [49] . En lignende funktion udføres af et genetisk værktøj kaldet CRISPR-HOT (CRISPR-Cas9-medieret homologi-uafhængig organoid transgenese) til farvemarkering af bestemte gener i menneskelige organeller [50] [51] [52] .

Se også

Links

  1. ↑ Heler R. , Samai P. , Modell JW , Weiner C. , Goldberg GW , Bikard D. , Marraffini LA Cas9 specificerer funktionelle virale mål under CRISPR-Cas-tilpasning.  (engelsk)  // Nature. - 2015. - Bd. 519, nr. 7542 . - S. 199-202. - doi : 10.1038/nature14245 . — PMID 25707807 .
  2. ↑ 1 2 3 Jinek M. , Chylinski K. , Fonfara I. , Hauer M. , Doudna JA , Charpentier E. A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity  // Science. - 2012. - 28. juni ( bd. 337 , nr. 6096 ). - S. 816-821 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/science.1225829 .
  3. ↑ Carlaw, TM, Zhang, LH, & Ross, CJ (2020). CRISPR/Cas9-redigering: Spændende diskussion om sikkerhed i lyset af behovet for nye terapier. Human Gene Therapy, 31(15-16), 794-807. doi : 10.1089/hum.2020.111
  4. ↑ 1 2 Guglielmi, G. (2018). Million-dollar Kavli-prisen anerkender videnskabsmand modtaget på CRISPR Arkiveret 15. juni 2021 på Wayback Machine . Nature, 558(7708), 17-19. doi : 10.1038/d41586-018-05308-5
  5. ↑ Videnskabelig baggrund om Nobelprisen i kemi 2020 ET VÆRKTØJ TIL GENOMREDIGERING . Hentet 12. oktober 2020. Arkiveret fra originalen 24. juni 2021.
  6. ↑ Wetsman N. (2022). UC Berkeley taber CRISPR-patentsag. Det er et slag for universitetet og for biotekvirksomheder, det samarbejdede med Arkiveret 2. marts 2022 på Wayback Machine . Randen.
  7. ↑ Mali Prashant, Esvelt Kevin M, Church George M. Cas9 som et alsidigt værktøj til ingeniørbiologi // Nature Methods. - 2013. - Bd. 10. - P. 957-963. — ISSN 1548-7091 . - doi : 10.1038/nmeth.2649 .
  8. ↑ Mali Prashant , Aach John , Stranges P Benjamin , Esvelt Kevin M , Moosburner Mark , Kosuri Sriram , Yang Luhan , Church George M. CAS9 transkriptionelle aktivatorer til målspecificitetsscreening og parrede nickaser til kooperativ genomteknologi  // Nature Biotechnology. - 2013. - 1. august ( bind 31 , nr. 9 ). - S. 833-838 . — ISSN 1087-0156 . - doi : 10.1038/nbt.2675 .
  9. ↑ Gilbert Luke A. , Larson Matthew H. , Morsut Leonardo , Liu Zairan , Brar Gloria A. , Torres Sandra E. , Stern-Ginossar Noam , Brandman Onn , Whitehead Evan H. , Doudna Jennifer A. , Lim Wendell A. , Weissman Jonathan S. , Qi Lei S. CRISPR-medieret modulær RNA-guidet regulering af transkription i eukaryoter  // Cell. - 2013. - Juli ( vol. 154 , nr. 2 ). - S. 442-451 . — ISSN 0092-8674 . - doi : 10.1016/j.cell.2013.06.044 . — PMID 23849981 .
  10. ↑ Esvelt Kevin M , Smidler Andrea L , Catteruccia Flaminia , Church George M. Angående RNA-guidede gendrev til ændring af vilde populationer  // eLife. - 2014. - 17. juli ( bind 3 ). — ISSN 2050-084X . - doi : 10.7554/eLife.03401 .
  11. ↑ Cyranoski David , Reardon Sara. Kinesiske videnskabsmænd genmodificerer menneskelige embryoner  // Naturen. - 2015. - 22. april. — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/nature.2015.17378 .
  12. ↑ Pogson M. , Parola C. , Kelton WJ , Heuberger P. , Reddy ST Immunogenomisk konstruktion af en plug-and-(dis)play-hybridomplatform.  (engelsk)  // Naturkommunikation. - 2016. - Bd. 7. - S. 12535. - doi : 10.1038/ncomms12535 . — PMID 27531490 .
  13. ↑ Komor AC , Kim YB , Packer MS , Zuris JA , Liu DR Programmerbar redigering af en målbase i genomisk DNA uden dobbeltstrenget DNA-spaltning.  (engelsk)  // Nature. - 2016. - doi : 10.1038/nature17946 . — PMID 27096365 .
  14. ↑ Gaudelli, NM, Komor, AC, Rees, HA, Packer, MS, Badran, AH, Bryson, DI, & Liu, DR (2017). Programmerbar baseredigering af A•T til G•C i genomisk DNA uden DNA-spaltning. Nature, 551(7681), 464-471. doi : 10.1038/nature24644 PMC 5726555 PMID 29160308
  15. ↑ Xie, J., Huang, X., Wang, X., Gou, S., Liang, Y., Chen, F., ... & Jin, Q. (2020). ACBE, en ny basiseditor for samtidige C-til-T- og A-til-G-substitutioner i pattedyrsystemer. BMC biologi, 18(1), 1-14. doi : 10.1186/s12915-020-00866-5 PMC 7510086 PMID 32967664
  16. ↑ Liu, Z., Chen, S., Shan, H., Jia, Y., Chen, M., Song, Y., ... & Li, Z. (2020). Præcis basisredigering med CC-kontekstspecificitet ved hjælp af konstruerede menneskelige APOBEC3G-nCas9-fusioner. BMC biologi, 18(1), 111 doi : 10.1186/s12915-020-00849-6 PMC 7461344 PMID 32867757
  17. ↑ Billon, P., Bryant, EE, Joseph, SA, Nambiar, TS, Hayward, SB, Rothstein, R., & Ciccia, A. (2017). CRISPR-medieret baseredigering muliggør effektiv afbrydelse af eukaryote gener gennem induktion af STOP-kodoner. Molecular cell, 67(6), 1068-1079. doi : 10.1016/j.molcel.2017.08.008 PMC 5610906 PMID 28890334
  18. ↑ Kluesner, MG, Lahr, WS, Lonetree, CL, Smeester, BA, Claudio-Vázquez, PN, Pitzen, SP, ... & Webber, BR (2020). CRISPR-Cas9 cytidin- og adenosinbaseredigering af splejsningssteder medierer højeffektiv afbrydelse af proteiner i primære celler. bioRxiv. doi : 10.1101/2020.04.16.045336
  19. ↑ Levy, JM, Yeh, WH, Pendse, N., Davis, JR, Hennessey, E., Butcher, R., ... & Liu, DR (2020). Cytosin- og adeninbaseredigering af hjerne, lever, nethinde, hjerte og skeletmuskulatur hos mus via adeno-associerede vira. Nature Biomedical Engineering, 4(1), 97-110. doi : 10.1038/s41551-019-0501-5 PMC 6980783 PMID 31937940
  20. ↑ Roy KR , Smith JD , Vonesch SC , Lin G. , Tu CS , Lederer AR , Chu A. , Suresh S. , Nguyen M. , Horecka J. , Tripathi A. , Burnett WT , Morgan MA , Schulz J .. Orsley KM , Wei W. , Aiyar RS , Davis RW , Bankaitis VA , Haber JE , Salit ML , St Onge RP , Steinmetz LM Multiplekset præcisionsgenomredigering med sporbare genomiske stregkoder i gær.  (engelsk)  // Nature Biotechnology. - 2018. - Juli ( bd. 36 , nr. 6 ). - S. 512-520 . - doi : 10.1038/nbt.4137 . — PMID 29734294 .
  21. ↑ At tage CRISPR fra klippesaks til tekstbehandler. Ny platform forvandler geneditor til præcisionsværktøj . Hentet 9. maj 2018. Arkiveret fra originalen 10. april 2019.
  22. ↑ Strecker J., Ladha A., Gardner Z., et al., (2019). RNA-styret DNA-indsættelse med CRISPR-associerede transposaser. Science, eaax9181 doi : 10.1126/science.aax9181
  23. ↑ Tsai S. Q., Wyvekens N., Khayter C., Foden J. A., Thapar V., Reyon D., Goodwin M. J., Aryee M. J., Joung J. K.  Dimeric CRISPR RNA-guidede FokI-nukleaser til meget specifik genomredigering  // Nature Biotechnology. - 2014. - Bd. 32, nr. 6. - P. 569-576. - doi : 10.1038/nbt.2908 . — PMID 24770325 .
  24. ↑ Guilinger JP , Thompson DB , Liu DR Fusion af katalytisk inaktiv Cas9 til FokI-nuklease forbedrer specificiteten af ​​genommodifikation.  (engelsk)  // Nature biotechnology. - 2014. - Bd. 32, nr. 6 . - S. 577-582. - doi : 10.1038/nbt.2909 . — PMID 24770324 .
  25. ↑ Wyvekens N. , Topkar VV , Khayter C. , Joung JK , Tsai SQ Dimeric CRISPR RNA-Guided FokI-dCas9 Nucleases Directed by Trunkated gRNAs for Highly Specific Genome Editing.  (engelsk)  // Human genterapi. - 2015. - Bd. 26, nr. 7 . - S. 425-431. - doi : 10.1089/hum.2015.084 . — PMID 26068112 .
  26. ↑ Xu X. , Tao Y. , Gao X. , Zhang L. , Li X. , Zou W. , Ruan K. , Wang F. , Xu GL , Hu R. En CRISPR-baseret tilgang til målrettet DNA-demethylering.  (engelsk)  // Cell discovery. - 2016. - Bd. 2. - S. 16009. - doi : 10.1038/celldisc.2016.9 . — PMID 27462456 .
  27. ↑ Morita S. , Noguchi H. , Horii T. , Nakabayashi K. , Kimura M. , Okamura K. , Sakai A. , Nakashima H. , Hata K. , Nakashima K. , Hatada I. Målrettet DNA-demethylering i vivo under anvendelse af dCas9-peptid repeat og scFv-TET1 katalytiske domænefusioner.  (engelsk)  // Nature biotechnology. - 2016. - doi : 10.1038/nbt.3658 . — PMID 27571369 .
  28. ↑ Xu, X.; Hulshoff, MS; Tan, X.; Zeisberg, M.; Zeisberg, EM CRISPR/Cas-derivater som nye genmodulerende værktøjer: muligheder og in vivo-applikationer. Int. J. Mol. sci. 2020, 21(9), 3038; https://doi.org/10.3390/ijms21093038
  29. ↑ Dahlman JE , Abudayyeh OO , Joung J. , Gootenberg JS , Zhang F. , Konermann S. Ortogonal gen-knockout og aktivering med en katalytisk aktiv Cas9-nuklease.  (engelsk)  // Nature Biotechnology. - 2015. - November ( bind 33 , nr. 11 ). - S. 1159-1161 . - doi : 10.1038/nbt.3390 . — PMID 26436575 .
  30. ↑ Kiani S. , Chavez A. , Tuttle M. , Hall RN , Chari R. , Ter-Ovanesyan D. , Qian J. , Pruitt BW , Beal J. , Vora S. , Buchthal J. , Kowal EJ , Ebrahimkhani MR , Collins JJ , Weiss R. , Church G. Cas9 gRNA-teknik til genomredigering, aktivering og undertrykkelse.  (engelsk)  // Nature Methods. - 2015. - November ( bind 12 , nr. 11 ). - S. 1051-1054 . - doi : 10.1038/nmeth.3580 . — PMID 26344044 .
  31. ↑ 1 2 Liao HK , Hatanaka F. , Araoka T. , Reddy P. , Wu MZ , Sui Y. , Yamauchi T. , Sakurai M. , O'Keefe DD , Núñez-Delicado E. , Guillen P. , Campistol JM , Wu CJ , Lu LF , Esteban CR , Izpisua Belmonte JC In vivo målgenaktivering via CRISPR/Cas9-medieret trans-epigenetisk modulering.  (engelsk)  // Cell. - 2017. - 14. december ( bd. 171 , nr. 7 ). - P. 1495-1507 . - doi : 10.1016/j.cell.2017.10.025 . — PMID 29224783 .
  32. ↑ Gemberling, M., Siklenka, K., Rodriguez, E., Eisinger, K., Barrera, A., Liu, F., ... & Gersbach, C. (2021). Transgene mus til in vivo epigenom redigering med CRISPR-baserede systemer. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2021.03.08.434430
  33. ↑ 1 2 Morita, S., Horii, T., Kimura, M., & Hatada, I. (2020). Synergistisk opregulering af målgener af TET1 og VP64 i dCas9–SunTag-platformen. International journal of molecular sciences, 21(5), 1574. doi : 10.3390/ijms21051574 PMC 7084704 PMID 32106616
  34. ↑ Tanenbaum, ME, Gilbert, LA, Qi, LS, Weissman, JS, & Vale, RD (2014). Et proteinmærkningssystem til signalamplifikation i genekspression og fluorescensbilleddannelse. Cell, 159(3), 635-646. doi : 10.1016/j.cell.2014.09.039 PMC 4252608 PMID 25307933
  35. ↑ Li, J., Mahata, B., Escobar, M. et al. (2021). Programmerbar human histonphosphorylering og genaktivering ved hjælp af en CRISPR/Cas9-baseret kromatinkinase. Nat Commun 12, 896, https://doi.org/10.1038/s41467-021-21188-2
  36. ↑ Ny CRISPR-teknologi retter sig mod det menneskelige genoms komplekse kode. Programmerbar CRISPR/Cas9-baseret kinase giver indsigt i, kontrol over regulatoriske histonproteiner Arkiveret 12. februar 2021 på Wayback Machine . ScienceDaily, 9. februar 2021
  37. ↑ Wang, M., Zuris, JA, Meng, F., Rees, H., Sun, S., Deng, P., ... & Xu, Q. (2016). Effektiv levering af genomredigerende proteiner ved hjælp af bioreducerbare lipidnanopartikler. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(11), 2868-2873.
  38. ↑ Qiu, M., Glass, Z., Chen, J., Haas, M., Jin, X., Zhao, X., ... & Xu, Q. (2021). Lipid nanopartikel-medieret kodelevering af Cas9 mRNA og single-guide RNA opnår leverspecifik in vivo genomredigering af Angptl3. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(10). PMID 33649229 doi : 10.1073/pnas.2020401118
  39. ↑ Finn JD , Smith AR , Patel MC , Shaw L. , Youniss MR , van Heteren J. , Dirstine T. , Ciullo C. , Lescarbeau R. , Seitzer J. , Shah RR , Shah A. , Ling D. , Growe J. , Pink M. , Rohde E. , Wood KM , Salomon WE , Harrington WF , Dombrowski C. , Strapps WR , Chang Y. , Morrissey DV En enkelt administration af CRISPR/Cas9 lipid nanopartikler opnår robust og vedvarende in vivo genomredigering .  (engelsk)  // Cell Reports. - 2018. - 27. februar ( bind 22 , nr. 9 ). - S. 2227-2235 . - doi : 10.1016/j.celrep.2018.02.014 . — PMID 29490262 .
  40. ↑ Horodecka, K., & Düchler, M. (2021). CRISPR/Cas9: Princip, applikationer og levering gennem ekstracellulære vesikler. International Journal of Molecular Sciences, 22(11), 6072. PMID 34199901 PMC 8200053 doi : 10.3390/ijms22116072
  41. ↑ Gee, P., Lung, MS, Okuzaki, Y., Sasakawa, N., Iguchi, T., Makita, Y., ... & Wang, XH (2020). Ekstracellulære nanovesikler til pakning af CRISPR-Cas9-protein og sgRNA for at inducere terapeutisk exon-spring. Nature Communications, 11(1), 1-18. PMC 7070030 PMID 32170079 doi : 10.1038/s41467-020-14957-y
  42. ↑ Pausch P., Al-Shayeb1 B., Bisom-Rapp E, et al. (2020). CRISPR-CasΦ fra enorme fager er en hyperkompakt genom-editor. Videnskab. 369(6501), 333-337 doi : 10.1126/science.abb1400
  43. ↑ Xiaoshu Xu, Augustine Chemparathy, Leiping Zeng, Hannah R. Kempton, Stephen Shang, Muneaki Nakamura, Lei S. Qi, (2021). Konstrueret miniature CRISPR-Cas-system til pattedyrs genomregulering og redigering, Molecular Cell, https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.08.008 .
  44. ↑ Ding X. , Seebeck T. , Feng Y. , Jiang Y. , Davis GD , Chen F. Improving CRISPR-Cas9 Genome Editing Efficiency by Fusion with Chromatin-Modulating Peptides.  (engelsk)  // The CRISPR Journal. - 2019. - Februar ( bind 2 ). - S. 51-63 . doi : 10.1089 / crispr.2018.0036 . — PMID 31021236 .
  45. ↑ 1 2 Anzalone, AV, Randolph, PB, Davis, JR, Sousa, AA, Koblan, LW, Levy, JM, ... & Liu, DR (2019). Søg-og-erstat genomredigering uden dobbeltstrengsbrud eller donor-DNA. Natur, 1-1. doi : 10.1038/s41586-019-1711-4
  46. ↑ 1 2 Geurts, MH, de Poel, E., Pleguezuelos-Manzano, C., Oka, R., Carrillo, L., Andersson-Rolf, A., ... & Clevers, H. (2021). Evaluering af CRISPR-baseret prime-redigering til cancermodellering og CFTR-reparation i organoider. Life Science Alliance, 4(10). PMID 34373320 doi : 10.26508/lsa.202000940
  47. ↑ Ledford, H. (2019). Superpræcis nyt CRISPR-værktøj kunne tackle et væld af genetiske sygdomme. Nature, 574(7779), 464-465 doi : 10.1038/d41586-019-03164-5
  48. ↑ Ny "Prime Editing"-metode gør kun enkeltstrengede DNA-udskæringer arkiveret 23. oktober 2019 på Wayback Machine . Videnskabsmanden
  49. ↑ Ishii T. , Schubert V. , Khosravi S. , Dreissig S. , Metje-Sprink J. , Sprink T. , Fuchs J. , Meister A. , Houben A. RNA-guided endonuclease - in situ-mærkning (RGEN-ISL ): en hurtig CRISPR/Cas9-baseret metode til at mærke genomiske sekvenser i forskellige arter.  (engelsk)  // The New Phytologist. - 2019. - Maj ( bind 222 , nr. 3 ). - S. 1652-1661 . - doi : 10.1111/nph.15720 . — PMID 30847946 .
  50. ↑ Artegiani, B., Hendriks, D., Beumer, J. et al. (2020). Hurtig og effektiv generering af knock-in humane organoider ved hjælp af homologi-uafhængig CRISPR-Cas9 præcisionsgenomredigering . Nat Cell Biol
  51. ↑ Yang, Q., Oost, K.C. & Liberali, P. (2020). Engineering menneskelige knock-in organoider . Nat Cell Biol
  52. ↑ CRISPR-HOT: et nyt værktøj til at "farve" specifikke gener og celler . Hentet 3. marts 2020. Arkiveret fra originalen 3. marts 2020.

Litteratur

  1. Dzagarov D. E. (2014). Smart saks til DNA . "Kemi og liv - XXI århundrede" nr. 7
  2. Dzagarov D. E. (2014). En ny metode til genteknologi - CRISPR/Cas9 . academia.edu
  3. Daria Spasskaya (2018). CRISPR-aktivering af ét gen gjorde "voksne" celler tilbage til stamceller . N+1
  4. Monografi (2020). "Teknikker til redigering af gener og genomer" . udg. CM. Zakiyana, S.P. Medvedeva, E.V. Dementieva, V.V. Vlasov. Monografien består af 26 kapitler, hvori forfatterne i detaljer beskriver protokollerne for anvendelse af CRISPR-medierede systemer til at modificere genomerne fra forskellige organismer, fra gær til dyrkede humane celler.
  5. Gogleva A. A., Artamonova I. I. (2014). CRISPR-systemer: struktur og hypotetiske funktioner. Nature 6 (2014), 16-21;
  6. Gogleva A. A., Artamonova I. I. (2014). CRISPR-systemer: virkningsmekanisme og anvendelse. Nature 7 (2014), 3-9.
  7. Artamonova I. (2014). CRISPR-systemer: immunisering af prokaryoter "biomolecule.ru"
  8. En guide til at forstå og bruge CRISPR Download den gratis e-bog her http://powered.synthego.com/crispr-101 eller her https://www.synthego.com/resources/gene-knockout-ebook ?
  9. CRISPR-Cas-metoder, bind 2 . Redaktører: M. Tofazzal Islam Kutubuddin Ali Molla, Copyright: 2021 Springer Protocols Handbooks ISBN: 978-1-0716-1657-4
  10. Asmamaw, M., & Zawdie, B. (2021). Mekanisme og anvendelser af CRISPR/Cas-9-medieret genomredigering. Biologics: Targets & Therapy, 15, 353. PMID 34456559 PMC 8388126 doi : 10.2147/BTT.S326422
  11. Nuñez, JK, Chen, J., Pommier, GC, Cogan, JZ, Replogle, JM, Adriaens, C., ... & Weissman, JS (2021). Genomomfattende programmerbar transkriptionel hukommelse ved CRISPR-baseret epigenomredigering. Cell, 184(9), 2503-2519. PMID 33838111 PMC 8376083 doi : 10.1016/j.cell.2021.03.025
  12. Sådan udfører du vellykkede CRISPR-eksperimenter e-bog Download den gratis e-bog her http://powered.synthego.com/how-to-conduct-successful-crispr-experiments-ebook
  13. Bravo, JPK, Liu, MS., Hibshman, GN et al. (2022). Strukturelt grundlag for mismatchovervågning af CRISPR-Cas9 . Natur. doi : 10.1038/s41586-022-04470-1 En ny version af enzymet kaldet SuperFi-Cas9 er 4.000 gange mindre tilbøjelig til at introducere fejlagtige (uden for målet) snit, men virker stadig lige så hurtigt som naturlig Cas9.
  14. Watters, K.E., Kirkpatrick, J., Palmer, M.J., & Koblentz, G.D. (2021). CRISPR-revolutionen og dens potentielle indvirkning på global sundhedssikkerhed . Patogener og global sundhed, 1-13. PMID 33590814 doi : 10.1080/20477724.2021.1880202
  15. Liu, H., Wang, L., & Luo, Y. Blossom of CRISPR-teknologier og -applikationer i sygdomsbehandling  (eng.)  // Synth Syst Biotechnol : journal. - 2018. - Bd. 3 , nr. 4 . - S. 217-228 . - doi : 10.1016/j.synbio.2018.10.003 . — PMID 30370342 .
  16. Li, B., Niu, Y., Ji, W., & Dong, Y. Strategier for CRISPR-baserede terapier  //  Trends in Pharmacological Sciences: tidsskrift. - 2020. - Bd. 41 , nr. 1 . — S. 55-65 . - doi : 10.1016/j.tips.2019.11.006 .
  17. Kazuto Yoshimi, Yayoi Kunihiro, Takehito Kaneko, Hitoshi Nagahora, Birger Voigt, Tomoji Mashimo. ssODN-medieret knock-in med CRISPR-Cas til store genomiske regioner i zygoter  // Nature Communications  : journal  . - Nature Publishing Group , 2016. - Vol. 7 . — S. 10431 . - doi : 10.1038/NCOMMS10431 . — PMID 26786405 .
  18. CRISPR: Genredigering er kun begyndelsen . Den virkelige kraft af det biologiske værktøj ligger i at udforske, hvordan genomer fungerer. Nature 531, 156-159 (10. marts 2016) doi : 10.1038/531156a En oversigt over de forskellige anvendelser af Cas9. Gode ​​illustrationer.
  19. CRISPR-Cas: A Laboratory Manual Redigeret af Jennifer Doudna, University of California, Berkeley; Prashant Mali, University of California, San Diego
  20. Slaymaker, IM, Gao, L., Zetsche, B., Scott, DA, Yan, WX, & Zhang, F. Rationelt konstruerede Cas9-nukleaser med forbedret specificitet  //  Science : journal. - 2016. - Bd. 351 , nr. 6268 . - S. 84-88 . - doi : 10.1126/science.aad5227 .
  21. Kleinstiver BP, Pattanayak V., Prew MS, & J. Keith Joung et al. High-fidelity CRISPR-Cas9 nukleaser uden påviselige genom-dækkende effekter uden for mål  (engelsk)  // Nature : journal. - 2016. - doi : 10.1038/nature16526 .
  22. Mandegar MA, Huebsch N., Frolov EB, & Conklin BR et al. CRISPR-interferens inducerer effektivt specifik og reversibel gendæmpning i humane  iPSC'er  // Cellestamcelle : journal. - 2016. - doi : 10.1016/j.stem.2016.01.022 .
  23. Davis, KM, Pattanayak, V., Thompson, DB, Zuris, JA, & Liu, DR Lille molekyle-udløst Cas9-protein med forbedret genom-redigeringsspecificitet  // Nature chemical biology  : journal  . - 2015. - Bd. 11 , nr. 5 . - S. 316-318 . - doi : 10.1038/nchembio.1793 .
  24. Zetsche, B., Volz, SE, & Zhang, F. En split-Cas9-arkitektur til inducerbar genomredigering og transkriptionsmodulation  //  Nature biotechnology: journal. - 2015. - Bd. 33 , nr. 2 . - S. 139-142 . - doi : 10.1038/nbt.3149 .
  25. Zlotorynski, E. Genome engineering: Strukturstyret forbedring af Cas9 specificitet  // Nature Reviews Molecular Cell Biology  : tidsskrift  . - 2016. - S. 3-3 .
  26. Chu, VT, Weber, T., Wefers, B., Wurst, W., Sander, S., Rajewsky, K., & Kühn, R. (2015). Forøgelse af effektiviteten af ​​homologi-styret reparation for CRISPR-Cas9-induceret præcis genredigering i pattedyrsceller . natur bioteknologi. doi : 10.1038/nbt.3198
  27. van Erp PB et al. (2015). Historien og markedspåvirkningen af ​​CRISPR RNA-guidede nukleaser . Curr Opin Virol.; 12:85-90. PMID 25914022
  28. Cong, L., & Zhang, F. (2015). Genom Engineering ved hjælp af CRISPR-Cas9 System. I kromosomal mutagenese. Methods in Molecular Biology Vol. 1239, 2015, s. 197-217. Springer New York.
  29. Belhaj, K., Chaparro-Garcia, A., Kamoun, S., Patron, NJ, & Nekrasov, V. (2015). Redigering af plantegenomer med CRISPR/Cas9 . Aktuel udtalelse i bioteknologi, 32, 76-84. doi : 10.1016/j.copbio.2014.11.007
  30. Kennedy EM, Cullen BR (2015). Bakterielle CRISPR/Cas DNA-endonukleaser: En revolutionær teknologi, der dramatisk kan påvirke viral forskning og behandling. Virology, 479-480, 213-220 doi : 10.1016/j.virol.2015.02.024
  31. Junwei Shi, Eric Wang, Joseph P Milazzo, Zihua Wang, Justin B Kinney, Christopher R Vakoc. (2015). Opdagelse af kræftlægemiddelmål ved CRISPR-Cas9-screening af proteindomæner . Natur bioteknologi, doi : 10.1038/nbt.3235
  32. Michael Boettcher, Michael T. McManus (2015). Valg af det rigtige værktøj til jobbet: RNAi, TALEN eller CRISPR . Molecular Cell, 58(4), p575-585 DOI https://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2015.04.028
  33. Heidi Ledford. En kraftfuld genredigeringsteknologi er den største game changer, der har ramt biologi siden PCR. Men med dets enorme potentiale kommer presserende bekymringer. (engelsk)  // NATURE: tidsskrift. - 2015. - Bd. 522 . - S. 20-24 . - doi : 10.1038/522020a .
  34. CasFinder: Fleksibel algoritme til at identificere specifikke Cas9-mål i genomer , se også: Chari R, Mali P, Moosburner M, Church GM (2015). Optrævling af CRISPR-Cas9 genomteknologiske parametre via en bibliotek-på-bibliotek tilgang. Nature Methods (under tryk).
  35. Amanda Andersson-Rolf, & Bon-Kyoung Koo et al. Et-trins generation af betingede og reversible gen-knockouts. (engelsk)  // Nature Methods  : journal. - 2017. - doi : 10.1038/nmeth.4156 . CRISPR-FLIP, en strategi, der giver en effektiv, hurtig og skalerbar metode til biallel betingede gen-knockouts i diploide eller aneuploide celler.
  36. SØREN HOUGH (2017). SAMMENLIGNING AF DNA-, RNA- OG RNP-BASERET CRISPR-LEVERING . DESKGEN
  37. Nakajima, K., Zhou, Y., Tomita, A., Hirade, Y., Gurumurthy, C.B., & Nakada, S. (2018). Præcis og effektiv nukleotidsubstitution nær genomisk nick via ikke-kanonisk homologi-styret reparation . Genom research, 28(2), 223-230. PMC 5793786 doi : 10.1101/gr.226027.117
  38. Qiu, XY, Zhu, LY, Zhu, CS, Ma, JX, Hou, T., Wu, XM, … & Zhu, L. (2018). Meget effektiv og billig MicroRNA-detektion med CRISPR-Cas9 . ACS syntetisk biologi, 7(3), 807-813. doi : 10.1021/acssynbio.7b00446 PMID 29486117
  39. Ting Wang, Yong Liu, Huan-Huan Sun, Bin-Cheng Yin, Bang-Ce Ye. (2019). En RNA-styret Cas9 Nickase-baseret metode til universel isotermisk DNA-amplifikation. Angewandte Chemie International Edition, doi : 10.1002/anie.201901292
  40. Smith, CJ, Castanon, O., Said, K., Volf, V., Khoshakhlagh, P., Hornick, A., ... & Myllykallio, H. (2019). Muliggør storstilet genomredigering ved at reducere DNA-nicking . bioRxiv 574020 doi : 10.1101/574020 Metoden tillader samtidig redigering af mere end 10.000 loci i humane celler.
  41. Hirosawa, M., Fujita, Y., & Saito, H. (2019). Celletype-specifik CRISPR-aktivering med mikroRNA-responsiv AcrllA4-switch . ACS syntetisk biologi. 8(7), 1575-1582 PMID 31268303
  42. Wang, D., Zhang, F., & Gao, G. (2020). CRISPR-baseret terapeutisk genomredigering: strategier og in vivo levering af AAV Vectors. Cell, 181(1), 136-150. PMID 32243786 doi : 10.1016/j.cell.2020.03.023
  43. Alagoz, M., & Kherad, N. (2020). Avancerede genomredigeringsteknologier til behandling af menneskelige sygdomme : CRISPR-terapi. International Journal of Molecular Medicine. https://doi.org/10.3892/ijmm.2020.4609
  44. STEVEN LEVY (2020). Kunne Crispr være menneskehedens næste virusdræber? . KABLET
  45. Timothy R. Abbott, Girija Dhamdhere, Yanxia Liu et al., (2020). Udvikling af CRISPR som en antiviral strategi til bekæmpelse af SARS-CoV-2 og influenza. Celle https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.020
  46. Xie H, Ge X, Yang F, Wang B, Li S, Duan J, et al. (2020). High-fidelity SaCas9 identificeret ved retningsbestemt screening i humane celler. PLoS Biol 18(7): e3000747. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000747
  47. Armando Casas-Mollano J., Zinselmeier MH, Erickson SE og Smanski MJ (2020). CRISPR-Cas-aktivatorer til ingeniørgenekspression i højere eukaryoter . CRISPR J.; 3(5): 350–364 doi : 10.1089/crispr.2020.0064 PMC 7580621
  48. Horodecka K, Düchler M. CRISPR/Cas9: Princip, applikationer og levering gennem ekstracellulære vesikler. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(11):6072. https://doi.org/10.3390/ijms22116072
  49. Denes CE, Cole AJ, Aksoy YA, Li G, Neely GG, Hesselson D. (2021). Tilgange til at forbedre præcis CRISPR/Cas9-medieret genomredigering. International Journal of Molecular Sciences. 22(16):8571. https://doi.org/10.3390/ijms22168571
  50. Pan, C., Wu, X., Markel, K. et al. (2021). CRISPR–Act3.0 til højeffektiv multiplekset genaktivering i planter. Nat. Planter https://doi.org/10.1038/s41477-021-00953-7
  51. Park, J., Yoon, J., Kwon, D., Han, MJ, Choi, S., Park, S., ... & Choe, S. (2021). Forbedret genomredigeringseffektivitet af CRISPR PLUS: Cas9 kimære fusionsproteiner. Scientific Reports, 11(1), 1-9. PMID 34376729 PMC 8355345 doi : 10.1038/s41598-021-95406-8
  52. Corsi, G.I., Gadekar, V.P., Gorodkin, J., & Seemann, S.E. (2021). CRISPRroots: on-og off-target vurdering af RNA-seq-data i CRISPR-Cas9-redigerede celler. Nucleic Acids Research, 50(4), e20 PMID 34850137 doi : 10.1093/nar/gkab1131
  53. Nambiar, T.S., Baudrier, L., Billon, P., & Ciccia, A. (2022). CRISPR-baseret genomredigering gennem linsen af ​​DNA-reparation. Molecular Cell, 82(2), 348-388. PMID 35063100 PMC 8887926 (tilgængelig 2023-01-20) doi : 10.1016/j.molcel.2021.12.026
  54. Amendola, M., Brusson, M., & Miccio, A. CRISPRthripsis: Risikoen for CRISPR/Cas9-induceret Chromothripsis i genterapi. Stem Cells Translational Medicine, 11(10), 1003–1009 PMID 36048170 PMC 9585945 doi : 10.1093/stcltm/szac064

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Bioteknik
Områder inden for bioteknik
Relaterede artikler
Videnskabsmænd
Popularisatorer