Leaper ( л everaging е ndogenous ДАР для р rogrammable е diting из R NA) является генетической инженерией метода в области молекулярной биологии , с помощью которого РНК может быть отредактирован. Этот метод основан на сконструированных цепях РНК для привлечения природных ферментов ADAR для замены различных соединений в РНК. Некоторые утверждали, что этот метод, разработанный исследователями из Пекинского университета в 2019 году, более эффективен, чем метод редактирования генов CRISPR . [1] Первоначальные исследования утверждали, что можно достичь эффективности редактирования до 80%.
Сводка [ править ]
В отличие от методов редактирования генов ДНК (например, использование белков CRISPR-Cas для внесения изменений непосредственно в дефектный ген), LEAPER нацелен на редактирование информационной РНК (мРНК) того же гена, который транскрибируется в белок. [3] Посттранскрипционная модификация РНК обычно включает стратегию преобразования аденозина в инозин (A-to-I), поскольку инозин (I) явно имитирует гуанозин (G) во время трансляции в белок. Редактирование от A к I катализируется аденозиндезаминазой, действующей на ферменты РНК (ADAR), субстратами которых являются двухцепочечные РНК. [4] Три гена ADAR человека были идентифицированы с профилями активности белков ADAR1 (официальный символ ADAR) и ADAR2 (ADARB1). LEAPER достигает этого целевого редактирования РНК за счет использования коротких сконструированных ADAR-рекрутирующих РНК (arRNA). arRNA состоят из эндогенных белков ADAR1 с несколькими РНК-связывающими доменами (RBD), слитыми с пептидом, белком CRISPR-Cas13b и направляющей РНК (gRNA) длиной от 100 до 150 нуклеотидов для высокой эффективности редактирования, предназначенной для рекрутирования химерного белка ADAR для целевой сайт. [2]
Это приводит к изменению того, какой белок синтезируется во время трансляции .
История [ править ]
Этот метод был открыт группой исследователей из Пекинского университета в Пекине , Китай. Об открытии было объявлено в журнале Nature Biotechnology в июле 2019 года [5].
Приложения [ править ]
Китайские исследователи использовали LEAPER для восстановления функциональной активности ферментов в клетках пациентов с синдромом Херлера . Они утверждали, что LEAPER может лечить почти половину всех известных наследственных заболеваний. [5]
Эффективность высокоспецифичного 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 варьировалась в зависимости от типа клеток. [4] Основываясь на этих предварительных результатах, LEAPER может иметь самые терапевтические перспективы без выработки функционального белка, но если частичное восстановление экспрессии белка обеспечит терапевтический эффект. Например, в человеческих клетках с дефектной экспрессией α-L-идуронидазы (IDUA) в клетках пациентов с IDUA-дефектным синдромом Гурлера, LEAPER приводил к усеченному мутанту W53X р53, редактируемому с использованием arRNA151 для достижения «нормальной» трансляции р53 и функциональные p53-опосредованные транскрипционные ответы. [4]
Сравнение с CRISPR [ править ]
LEAPER аналогичен CRISPR Cas-13 в том, что он нацелен на РНК до того, как синтезируются белки. Однако LEAPER проще и эффективнее, поскольку требует только arRNA, а не Cas и направляющую РНК. [5] По мнению исследователей, разработавших LEAPER, он может быть проще и точнее любого метода CRISPR. [6]
LEAPER также устраняет проблемы со здоровьем и технические препятствия, возникающие из-за введения экзогенных белков. [7]
Его также называют более этичным, поскольку он не изменяет ДНК и, следовательно, не приводит к наследственным изменениям, в отличие от методов с использованием CRISPR Cas-9. [8]
См. Также [ править ]
- Редактирование генов CRISPR
- Джин нокаут
- NgAgo
- Основное редактирование
Ссылки [ править ]
- ↑ Мерфи Ф, Уолш М. (15 июля 2019 г.). «Ученые Пекинского университета - пионеры новой технологии редактирования генов» . Caixin . Проверено 25 августа 2020 года .
- ^ a b Акино-Яркин G (март 2020 г.). «Новые инженерные программируемые системы для ADAR-опосредованного редактирования РНК» . Молекулярная терапия. Нуклеиновые кислоты . 19 : 1065–1072. DOI : 10.1016 / j.omtn.2019.12.042 . PMC 7015837 . PMID 32044725 .
- ^ Dai X, Blancafort P, Ван P, Sgro A, Thompson EW, Остриков KK (июнь 2020). «Инновационные прецизионные инструменты редактирования генов в персонализированной онкологической медицине» . Передовая наука . 7 (12): 1902552. DOI : 10.1002 / advs.201902552 . PMC 7312441 . PMID 32596104 .
- ^ а б в Цюй Л, Йи З, Чжу С., Ван С, Цао З, Чжоу З и др. (Ноябрь 2019 г.). «Коррекция автора: программируемое редактирование РНК путем привлечения эндогенного ADAR с использованием сконструированных РНК» . Природа Биотехнологии . 37 (11): 1380. DOI : 10.1038 / s41587-019-0292-у . PMID 31554940 .
- ^ Б с Carfagno J (23 июля 2019). «LEAPER: новый подход к генетическому редактированию может соперничать с CRISPR» . Doc Wire News . Проверено 25 августа 2020 года .
- ^ Метзл J (2020). Взлом Дарвина . п. 99-100. ISBN 978-1492670094.
- ^ Цюй Л, Йи З, Чжу С., Ван С, Цао З, Чжоу З и др. (Январь 2019). «Использование эндогенного ADAR для программируемого редактирования РНК». bioRxiv : 605972. дои : 10,1101 / 605972 . S2CID 145866788 .
- ↑ Zhou Q, Zhang Y, Zou Y, Yin T, Yang J (май 2020 г.). «Редактирование генов человеческого эмбриона: божий скальпель или ящик Пандоры?». Брифинги по функциональной геномике . 19 (3): 154–163. DOI : 10.1093 / bfgp / elz025 . PMID 32101273 .
