Nat Commun: "降级版"编纂器可在成年小鼠中进行基因校订并诱导癌症产生

2021年4月13日讯/100医药网BIOON/---“Prime Editor（PE）”是一类新型的基因编纂对象，该技术无需依赖于双链DNA断裂或外源供体DNA模板，即可介导基因组修饰。通过prime editing guide RNA中自身存在的“模板”序列，从而完成准确的单碱基替换或小规模的拔出/缺失渐变。为了探求该对象在成年小鼠中的基因编纂才能，来自麻省年夜学医学院的Wen Xue团队进行了深化研讨。相关成果颁发在比来的《Nature Communications》杂志上。

（图片起源：www.nature.com） 此前研讨发现，Cas9元件中细胞审定位旌旗灯号（NLS）序列的构成和数目会影响其基因编纂效率，原始的二代PE（PE2）包括两个NLS序列，转染以及细胞定位染色成像成果显示，约60％的卵白质存在于U2OS细胞的细胞核中，约85％的卵白质存在于HeLa细胞的细胞核中。在此根底上，作者在C末尾增加N端c-Myc NLS序列，同时保留SV40 NLS序列，成果显示：改革后的PE2可能完整定位于细胞核内，作者将其定名为PE2*。此外，作者还对PE2*的次要框架进行了改革，使其可能辨认加倍普遍的PAM序列。

（图1，NLS序列改革提升PE2*基因编纂效率）

为了研讨改革后的PE2*可否进步其基因编纂效率。作者比拟了HEK293T mCherry申报体系在别离转染了PE2和PE2 *之后的核苷酸转化比例。转染后3天，作者通过流式细胞术量化PE2以及PE2*的编纂效率。成果显示与PE2（9.2％至16.5％）相比，PE2 *的编纂效率进步了1.5-1.6倍（14.3％至26.4％）。在另外一个类似的申报体系中，PE2*的基因编纂效率比PE2进步了1.6-1.9倍。

（降级版PE2*具备更强的体内基因编纂才能） 在此根底上，作者研讨了降级版的PE2*在矫正遗传性疾病方面的作用。对此，作者使用了一个单基因渐变的疾病模子进行验证。Alpha-1抗胰卵白酶缺乏症（AATD）是由Serpin肽酶克制剂家族A成员1（SERPINA1）基因渐变惹起的遗传性疾病。SERPINA1（PiZ等位基因）中的E342K渐变（G到A）是最罕见的渐变，该渐变会招致重大的肺脏和肝脏疾病。细胞培育试验证实， PE2 *的碱基矫反比例为6.4–15.8％，而PE2仅为1.9–9.9％。总的来说，PE2*相比PE2的基因矫正才能进步了1.6到3.4倍。末了，作者还证实了该降级版的PE2*在活体中的基因编纂才能。成果显示，PE2*可能加倍高效地改动小鼠中CTNNB1 (β-catenin) 的S45F渐变（C-T），从而进步肿瘤产生的程度。而应用AAV通报，则可以起到纠正小鼠肝脏中致命性渐变（SERPINA1卵白E342K渐变）的作用。

综上，作者申报了一种基于NLS优化的PE编纂对象，该编纂器可进步荧光申报细胞和培育细胞系中内源性基因座的基因组编纂效率。使用这种基因组修饰体系，还可以通过靶向成年小鼠体细胞编纂来诱导肿瘤的造成或许通过AAV载体递送医治肝脏相关致病基因。该发现进一步证明了该基因组编纂技术在体内对疾病建模和医治具备紧张意义。（100医药网100yiyao.com）

原始出处：Liu, P., Liang, SQ., Zheng, C. et al. Nat Commun 12, 2121 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22295-w