Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

Os pesquisadores desenvolvem o CRISPR o menor até agora para a edição do genoma

Um sistema compacto e eficiente de CRISPR-CAS, nomeado CasMINI, poderia ser amplamente útil para aplicações da pilha-engenharia e da terapia genética porque é mais fácil entregar em pilhas. Os resultados aparecem estudo em um 3 de setembro de publicação na pilha molecular do jornal.

Este é um passo crítico para a frente para aplicações da genoma-engenharia de CRISPR. O trabalho apresenta o CRISPR o menor até agora, de acordo com nosso conhecimento, como uma tecnologia deedição. Se os povos pensam às vezes de Cas9 como tesouras moleculars, aqui nós criamos uma faca suíça que contem funções múltiplas. É não grande, mas diminuta que é altamente portátil para o uso fácil.”

Stanley Qi, autor superior do estudo, Universidade de Stanford

A revelação de sistemas de CRISPR-CAS para pilhas humanas revolucionou a engenharia do genoma. Estes sistemas oferecem oportunidades para a revelação das terapias genéticas para uma variedade de doenças genéticas. Mas seus grandes tamanhos restringem frequentemente a entrega em pilhas e impedem assim aplicações clínicas. Por exemplo, o vírus adeno-associado (AAV), um vector aplicado extensamente para in vivo a entrega, limitou a capacidade de empacotamento da carga útil (menos kb de 4,7), e muitas proteínas da fusão do Cas são além deste limite. Em conseqüência, há uma necessidade de projectar os sistemas altamente eficientes, compactos do Cas para facilitar a próxima geração de aplicações da genoma-engenharia.

Uma solução potencial é Cas12f, igualmente conhecido como Cas14. Variando entre 400 e 700 ácidos aminados, a proteína é menos do que a metade do tamanho de sistemas actualmente usados de CRISPR tais como Cas9 ou Cas12a. Mas até aqui, não era claro se esta proteína compacta poderia ser usada em pilhas mamíferas. “Os anos recentes identificaram os milhares de CRISPRs, que são sabidos como o sistema de defesa da imunidade das bactérias,” Qi explicam. “Mais de 99,9% de CRISPRs descoberto, contudo, não podem trabalhar nas pilhas humanas, limitando seu uso como tecnologias deedição.”

No estudo novo, Qi e seu team RNA aplicado e a proteína que projetam ao sistema de Cas12f para gerar um sistema eficiente do Cas da miniatura para a engenharia mamífera do genoma. Derivado do archaea, a proteína natural de Cas12f e seu RNA do único-guia não mostraram nenhuma actividade detectável em pilhas mamíferas. Aperfeiçoando o projecto do RNA do único-guia e executando círculos múltiplos da engenharia e da selecção iterativas da proteína, os pesquisadores geraram uma classe de variações de Cas12f nomeadas CasMINI.

As variações projetadas da proteína de Cas12f combinadas com o único-guia projetado RNAs exibiram o gene-regulamento eficiente e actividade da gene-edição. Os pesquisadores demonstraram que CasMINI pode conduzir os níveis elevados de activação do gene comparáveis àqueles associados com o Cas12a e permitem-no a base robusta que editam e a edição do gene. Além disso, é altamente específico e não produz efeitos detectáveis do fora-alvo.

“Aqui nós giramos um CRISPR detrabalho em pilhas mamíferas, através da engenharia racional do RNA e da engenharia da proteína, em um de trabalho altamente eficiente,” Qi diz. “Havia uns esforços precedentes de outro para melhorar o desempenho de trabalhar CRISPRs. Mas nosso trabalho é o primeiro para fazer detrabalho que trabalha. Isto destaca a potência da tecnologia biológica conseguir que algo a evolução não fez ainda.”

O tamanho da molécula projetada de CasMINI é somente 529 ácidos aminados. Este tamanho pequeno faz apropriado para uma vasta gama de aplicações terapêuticas. Por exemplo, as proteínas da fusão de CasMINI são poço - serido para o empacotamento de AAV. Além, CasMINI mRNA pode facilmente ser empacotado nos nanoparticles do lipido ou nas outras modalidades da RNA-entrega, aumentando potencial sua entrada em pilhas. Seus tamanho pequeno e fonte não-humana do micróbio patogénico puderam fazê-lo menos provavelmente para produzir respostas imunes do que as grandes cargas úteis da proteína seriam.

Mais trabalho é necessário aperfeiçoar mais a eficiência de CasMINI para a edição da base e de gene que edita e testar in vivo o desempenho do sistema com modalidades diferentes da entrega. Os pesquisadores planeiam testar in vivo o sistema para aplicações da terapia genética.

“A disponibilidade de um CasMINI diminuto permite as novas aplicações, variando in vitro das aplicações tais como o planejamento de melhores linfócitos da tumor-matança ou reprogramming células estaminais in vivo à terapia genética para tratar doenças genéticas no olho, no músculo, ou no fígado,” Qi diz. “É em nossa lista de objectivos pretendidos que se transformará uma terapia para tratar doenças genéticas, para curar o cancro, e para inverter a degeneração do órgão.”

Source:
Journal reference:

Xu, X., et al. (2021) Engineered Miniature CRISPR-Cas System for Mammalian Genome Regulation and Editing. Molecular Cell. doi.org/10.1016/j.molcel.2021.08.008.