瑞士苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院联合团队通过设计小而强盛的TnpB卵白开发出一种变体。。。该变体修饰DNA的效率提高了4.4倍,,,,,成为一种紧凑、有用的基因编辑新工具。。。研究效果揭晓在最新一期《自然·要领》杂志上。。。
研究职员使用卵白质工程和AI模子使卵白质TnpB对基因组编辑越发有用。。。图片泉源:苏黎世大学
CRISPR-Cas(又称“基因魔剪”)系统由卵白质和RNA组成,,,,,最初是作为细菌抵御入侵病毒的自然防御机制而开发的。。。
Cas卵白是从更小的卵白质进化而来的,,,,,其中TnpB是Cas12的祖先。。。由于Cas卵白的大尺寸限制了将其递送到体内目的细胞,,,,,最新研究试图使用其较小的进化祖细胞作为基因组编辑工具。。。
TnpB卵白保存于多种细菌和古细菌中。。。此次研究团队优化了TnpB,,,,,使其可比原始卵白更有用地编辑哺乳动物细胞的DNA。。。诀窍是通过两种方法修改该工具:首先,,,,,使其更有用地进入基因组DNA所在的细胞核;;;;其次,,,,,使其也针对替换基因组序列。。。
团队在10211个差别的靶位点测试了TnpB。。。使用新开发的人工智能模子,,,,,团队能展望任何给定目的位点的TnpB编辑效率,,,,,从而更容易、更快速地设计基因编辑实验。。。通过这些展望,,,,,团队在小鼠肝脏中实现了高达75.3%的效率,,,,,在小鼠大脑中实现了高达65.9%的效率。。。
团队能使用临床上可行的腺相关病毒载体,,,,,有用地将工具运输到小鼠细胞中。。。由于其体积小,,,,,TnpB基因编辑系统可包装成单个病毒颗粒。。。相比之下,,,,,CRISPR-Cas9因素必需包装成多个病毒颗粒,,,,,这意味着需要应用更高的载体剂量。。。
动物实验进一步批注,,,,,新工具能编辑一个调理胆固醇水平的基因,,,,,从而将实验小鼠的胆固醇降低近80%。。。