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大规模平行Cas13筛选揭示向导RNA设计原理
作者:小柯机器人 发布时间:2020/3/19 16:59:20

美国纽约大学Neville E. Sanjana研究团队取得一项新进展,他们利用大规模平行Cas13筛选揭示向导RNA的设计原理。相关论文于2020年3月16日在线发表于《自然—生物技术》。

为了定义Cas13d向导RNA(gRNA)的设计规则,研究人员针对绿色荧光蛋白转基因的信使RNA(mRNA)以及人细胞中的CD46、CD55和CD71细胞表面蛋白进行了大规模平行筛选。
 
总的来说,研究人员测量了相对于靶序列有和没有错配的24460个gRNA的活性。敲低效率由gRNA特异性功能和靶位点背景决定。单个错配通常可将敲低效率降低一定程度,但是间隔核苷酸15–21在很大程度上不能耐受靶位点错配。
 
研究人员开发了一种计算模型来识别最佳gRNA,并确认其通用性,他们测试了3979种靶向48个内源基因mRNA的gRNA。
 
研究人员表明,Cas13可用于正向转录组集中筛选,并使用模型预测了人类基因组中所有蛋白质编码转录本的优化后Cas13 gRNA。
 
据悉,VI型CRISPR酶是具有核酸酶活性的RNA靶向蛋白,可在不改变基因组的情况下实现特异性的靶基因敲低。
 
附:英文原文

Title: Massively parallel Cas13 screens reveal principles for guide RNA design

Author: Hans-Hermann Wessels, Alejandro Mndez-Mancilla, Xinyi Guo, Mateusz Legut, Zharko Daniloski, Neville E. Sanjana

Issue&Volume: 2020-03-16

Abstract: Type VI CRISPR enzymes are RNA-targeting proteins with nuclease activity that enable specific and robust target gene knockdown without altering the genome. To define rules for the design of Cas13d guide RNAs (gRNAs), we conducted massively parallel screens targeting messenger RNAs (mRNAs) of a green fluorescent protein transgene, and CD46, CD55 and CD71 cell-surface proteins in human cells. In total, we measured the activity of 24,460 gRNAs with and without mismatches relative to the target sequences. Knockdown efficacy is driven by gRNA-specific features and target site context. Single mismatches generally reduce knockdown to a modest degree, but spacer nucleotides 15–21 are largely intolerant of target site mismatches. We developed a computational model to identify optimal gRNAs and confirm their generalizability, testing 3,979 guides targeting mRNAs of 48 endogenous genes. We show that Cas13 can be used in forward transcriptomic pooled screens and, using our model, predict optimized Cas13 gRNAs for all protein-coding transcripts in the human genome.

DOI: 10.1038/s41587-020-0456-9

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-020-0456-9

期刊信息

Nature Biotechnology:《自然—生物技术》,创刊于1996年。隶属于施普林格·自然出版集团,最新IF:31.864
官方网址:https://www.nature.com/nbt/
投稿链接:https://mts-nbt.nature.com/cgi-bin/main.plex