动物所建立蛋白工程化改造新方法和基于Cas12i的基因编辑新_火狐直播-火狐官网直播app

动物所建立蛋白工程化改造新方法和基于Cas12i的基因编辑新

发布时间:2022-07-13 04:41:34 来源:火狐直播app 作者:火狐官网直播

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  CRISPR-Cas基因组编辑技术在基因治疗、农作物经济性状改良及基础研究等领域均有多样化的应用,引领生物技术与应用的快速发展。自然界中广泛存在的天然CRISPR-Cas系统为新型基因编辑工具研发提供了丰富资源。然而,自然界微生物中发现的大多数Cas工具蛋白在哺乳动物细胞中的编辑效率较低,这限制了它们的应用,尤其是在生物医学方面的应用。

  研究发现,MIDAS方法能够显著提高来自不同CRISPR家族的Cas核酸酶,如Cas12i、Cas12b及CasX等CRISPR系统的基因编辑效率。其中,Cas12i由于较小的蛋白质尺寸、简单的crRNA及PAM,具有较好的应用潜力。通过MIDAS方法改造的Cas12i具有以下优势和特点:(1)Cas12iMax编辑效率非常高,相较于目前广泛使用CRISPR基因编辑工具(AsCas12a、BhCas12b v4、SpCas9、SaCas9及SaCas9-KKH),展现了更高的平均基因编辑效率。(2)Cas12iMax具有非常广泛的基因组靶向范围,能够高效地识别NTNN、NNTN、NAAN及NCAN等PAM序列,可识别PAM覆盖了70%的人基因组。(3)在Cas12iMax的基础上进一步改造获得了新的突变体Cas12iHiFi。Cas12iHiFi在全基因组范围内展现了的极高的特异性和极低的脱靶效应,同时保留Cas12iMax90%的On-target基因编辑活性。

  MIDAS方法有望在多种CRISPR系统的基因编辑工具化改造中发挥作用。该研究改造的新型Cas12i基因编辑工具在动物模型制备、作物育种、医学核酸检测、基因治疗等领域颇具应用前景。

  5月26日,相关研究成果发表在The Innovation上。该工作由动物所和北京干细胞与再生医学研究院完成。动物所研究员周琪和李伟为论文的通讯作者,博士研究生陈阳灿、胡艳萍、王鑫阁为论文的共同第一作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项和中科院基础研究青年团队项目的支持。

  CRISPR-Cas基因组编辑技术在基因治疗、农作物经济性状改良及基础研究等领域均有多样化的应用,引领生物技术与应用的快速发展。自然界中广泛存在的天然CRISPR-Cas系统为新型基因编辑工具研发提供了丰富资源。然而,自然界微生物中发现的大多数Cas工具蛋白在哺乳动物细胞中的编辑效率较低,这限制了它们的应用,尤其是在生物医学方面的应用。

  中国科学院动物研究所建立了一种蛋白质工程化改造的新方法(Improving Editing Activity by Synergistic Engineering,简称MIDAS),并利用该方法获得了高活性的Cas12iMax以及高特异性的Cas12iHiFi等基因编辑新工具。

  研究发现,MIDAS方法能够显著提高来自不同CRISPR家族的Cas核酸酶,如Cas12i、Cas12b及CasX等CRISPR系统的基因编辑效率。其中,Cas12i由于较小的蛋白质尺寸、简单的crRNA及PAM,具有较好的应用潜力。通过MIDAS方法改造的Cas12i具有以下优势和特点:(1)Cas12iMax编辑效率非常高,相较于目前广泛使用CRISPR基因编辑工具(AsCas12a、BhCas12b v4、SpCas9、SaCas9及SaCas9-KKH),展现了更高的平均基因编辑效率。(2)Cas12iMax具有非常广泛的基因组靶向范围,能够高效地识别NTNN、NNTN、NAAN及NCAN等PAM序列,可识别PAM覆盖了70%的人基因组。(3)在Cas12iMax的基础上进一步改造获得了新的突变体Cas12iHiFi。Cas12iHiFi在全基因组范围内展现了的极高的特异性和极低的脱靶效应,同时保留Cas12iMax 90%的On-target基因编辑活性。

  MIDAS方法有望在多种CRISPR系统的基因编辑工具化改造中发挥作用。该研究改造的新型Cas12i基因编辑工具在动物模型制备、作物育种、医学核酸检测、基因治疗等领域颇具应用前景。

  5月26日,相关研究成果发表在The Innovation上。该工作由动物所和北京干细胞与再生医学研究院完成。动物所研究员周琪和李伟为论文的通讯作者,博士研究生陈阳灿、胡艳萍、王鑫阁为论文的共同第一作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项和中科院基础研究青年团队项目的支持。

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