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用对PAM依赖性较小的CRISPR-Cas9变体对基因组进行不受限设靶

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

为了解决CRISPR-Cas基因组编辑中的一个根本性局限,研究人员研发了新型的经设计的Cas9变体,后者几乎消除了对一个被称为PAM的原间隔序列相邻基序的需要。否则,DNA靶向的CRISPR酶需要该基序。根据该报告,这些新型Cas9酶几乎以前所未有的准确性将整个基因组开放设靶。作者说,这极大地扩展了CRISPR-Cas系统的潜力;他们证明,通过使用他们的方法,CRISPR-Cas系统可纠正与人类疾病有关的基因突变,而这些突变位于先前“不可编辑”的基因组区域。以DNA为靶向的CRISPR相关酶可通过识别原间隔子相邻基序(PAM)序列来寻找其标靶;PAM是标示DNA可编辑片段的短基因码,并充当特定CRISPR-Cas核酸酶的一种结合信号。没有一个相邻、可识别的PAM序列,Cas酶将无法识别或成功附着并切割所需的DNA片段。虽然不同的Cas酶—包括经典的化脓性链球菌Cas9的变体(SpCas9)—可识别不同的PAM序列,但基因组的大部分仍然无法设靶编辑或更容易产生脱靶突变。因此,对于要求高分辨率基因组设靶应用来说,对PAM的要求代表了一个重大的限制性障碍。为解决这一限制,Russell Walton和同事设计了SpCas9酶的新变体,它们能够对更多带有PAM的序列设靶并编辑。沃尔顿等在此报告了两个重要的变体:SpG(它可以对一组扩展的NGN PAMs设靶)和一个被称作SpRY的近乎无PAM的变体。总之,SpG和SpRY能一同用CRISPR-Cas9核酸酶对几乎整个基因组进行不受限设靶,并具有单碱基对的精度。应用SpRY,作者能够纠正与人类疾病相关的突变,而这些突变位于先前“不能编辑”的基因组区域。

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