Редактирование гена LEAPER
LEAPER ( использование эндогенного ADA для программируемого редактирования РНК ) — это метод генной инженерии в молекулярной биологии, с помощью которого можно редактировать РНК . Метод основан на сконструированных цепях РНК для привлечения собственных ферментов ADAR для замены различных соединений в РНК. Разработанный исследователями из Пекинского университета в 2019 году, этот метод, как утверждают некоторые, более эффективен, чем метод редактирования генов CRISPR . [1] Первоначальные исследования утверждали, что эффективность редактирования достигает 80%.
Синопсис
В отличие от методов редактирования генов ДНК (например, с использованием белков CRISPR-Cas для внесения изменений непосредственно в дефектный ген), LEAPER нацелен на редактирование информационной РНК (мРНК) для того же гена, который транскрибируется в белок. [3] Посттранскрипционная модификация РНК обычно включает стратегию преобразования аденозина в инозин (A-в-I), поскольку инозин (I) наглядно имитирует гуанозин (G) во время трансляции в белок. Редактирование A-в-I катализируется аденозиндезаминазой, действующей на ферменты РНК (ADAR), субстратами которых являются двухцепочечные РНК. [4] Были идентифицированы три человеческих гена ADAR с белками ADAR1 (официальный символ ADAR) и ADAR2 (ADARB1), развившими профили активности. LEAPER достигает этого целевого редактирования РНК с помощью коротких сконструированных РНК, рекрутирующих ADAR (arRNA). arRNA состоят из эндогенных белков ADAR1 с несколькими доменами связывания РНК (RBD), слитыми с пептидом, белком CRISPR-Cas13b и направляющей РНК (gRNA) длиной от 100 до 150 нуклеотидов для высокой эффективности редактирования, предназначенной для привлечения химерного белка ADAR в целевой сайт. [2]
Это приводит к изменению синтеза белка во время трансляции .
История
Этот метод был открыт группой исследователей из Пекинского университета в Пекине , Китай. Открытие было объявлено в журнале Nature Biotechnology в июле 2019 года. [5]
Приложения
Китайские исследователи использовали LEAPER для восстановления функциональной активности ферментов в клетках пациентов с синдромом Гурлера . Они заявили, что LEAPER может иметь потенциал для лечения почти половины всех известных наследственных заболеваний. [5]
Высокоспецифическая 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 различается в зависимости от типа клеток. [4] Основываясь на этих предварительных результатах, LEAPER может иметь наибольшие терапевтические перспективы без продукции функционального белка, но если частичное восстановление экспрессии белка обеспечит терапевтический эффект. Например, в человеческих клетках с дефектной экспрессией α-L-идуронидазы (IDUA) в клетках от пациентов с синдромом Херлера с дефектом IDUA, LEAPER привел к мутанту усечения W53X p53, редактируемому с использованием arRNA151 для достижения «нормальной» трансляции p53 и функциональных транскрипционных ответов, опосредованных p53. [4]
Сравнение с CRISPR
LEAPER аналогичен CRISPR Cas-13 в том, что он нацеливается на РНК до синтеза белков. Однако LEAPER проще и эффективнее, поскольку ему требуется только arRNA, а не Cas и направляющая РНК. [5] По словам разработчиков LEAPER, он может быть проще и точнее любой методики CRISPR. [6]
LEAPER также устраняет проблемы со здоровьем и технические барьеры, возникающие при введении экзогенных белков. [7]
Его также называют более этичным, поскольку он не изменяет ДНК и, таким образом, не приводит к наследственным изменениям, в отличие от методов, использующих CRISPR Cas-9. [8]
Смотрите также
Ссылки
- ^ Murphy F, Walsh M (15 июля 2019 г.). «Ученые Пекинского университета — пионеры новой технологии редактирования генов». Caixin . Архивировано из оригинала 28 октября 2020 г. . Получено 25 августа 2020 г. .
- ^ ab Aquino-Jarquin G (март 2020 г.). «Новые программируемые системы для редактирования РНК с помощью ADAR». Молекулярная терапия: нуклеиновые кислоты . 19 : 1065–1072. doi : 10.1016/j.omtn.2019.12.042. PMC 7015837. PMID 32044725 .
- ^ Dai X, Blancafort P, Wang P, Sgro A, Thompson EW, Ostrikov KK (июнь 2020 г.). «Инновационные инструменты точного редактирования генов в персонализированной онкологической медицине». Advanced Science . 7 (12): 1902552. doi :10.1002/advs.201902552. PMC 7312441 . PMID 32596104.
- ^ abc Qu L, Yi Z, Zhu S, Wang C, Cao Z, Zhou Z и др. (ноябрь 2019 г.). «Исправление автора: программируемое редактирование РНК путем привлечения эндогенных ADAR с использованием сконструированных РНК». Nature Biotechnology . 37 (11): 1380. doi : 10.1038/s41587-019-0292-y . PMID 31554940.
- ^ abc Carfagno J (23 июля 2019 г.). "LEAPER: Новый подход к генетическому редактированию может конкурировать с CRISPR". Doc Wire News . Архивировано из оригинала 25 сентября 2020 г. Получено 25 августа 2020 г.
- ^ Metzl J (2020). Взлом Дарвина . Sourcebooks, Incorporated. С. 99–100. ISBN 978-1492670094.
- ^ Qu L, Yi Z, Zhu S, Wang C, Cao Z, Zhou Z и др. (январь 2019 г.). «Использование эндогенного ADAR для программируемого редактирования РНК». bioRxiv : 605972. doi :10.1101/605972. S2CID 145866788.
- ^ Zhou Q, Zhang Y, Zou Y, Yin T, Yang J (май 2020 г.). «Редактирование генов человеческого эмбриона: скальпель Бога или ящик Пандоры?». Briefings in Functional Genomics . 19 (3): 154–163. doi :10.1093/bfgp/elz025. PMID 32101273.
