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Genome Biology:為CRISPR選擇最佳向導

日期:2016-07-07 09:27:51

 細菌一直在與病毒或入侵核酸進行斗爭,為此它們演化出了多種防御機制,CRISPR-Cas9適應性免疫系統就是其中之一。規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合,可以在引導RNA的指引下,靶標并切割入侵者的遺傳物質。2012年研究者們利用這一特點,將CRISPR系統發展成了強大的基因組編輯工具。該系統使用簡單而且擴展性強,很快便成為了生物學領域的香餑餑。

 

CRISPR/Cas9基因組編輯的成功取決于向導RNA序列的選擇。正因如此,預測向導RNA脫靶和打靶情況的計算工具很受歡迎。不過,人們還不清楚這些算法的準確程度。法國INSERM和美國加州大學的研究人員首次對一些常用算法進行了獨立評估,并在此基礎上打造了選擇向導RNA的網頁工具CRISPOR。這項研究于七月五日發表在Genome Biology雜志上。

 

研究人員收集了八項SpCas9脫靶研究的數據,將其與預測位點進行比較。研究顯示,基于序列的脫靶預測是比較可靠的,能發現絕大多數脫靶事件。研究人員還評估了常用算法作出的打靶(on-target)預測。他們發現,打靶預測是否準確取決于向導RNA是不是由U6啟動子表達或者在體外轉錄。研究人員將自己的數據整合在網頁工具CRISPOR中。CRISPOR可以幫助研究者為120個基因組選擇向導RNA,包括植物和許多新型模式生物。

 

目前,能夠有效設計sgRNA的生物信息學工具并不多。為此,華盛頓大學的王小偉(Xiaowei Wang)博士領導研究團隊揭示了功能性sgRNA的特點。他們對CRISPR RNA-seq數據進行分析,鑒定了許多代表高效sgRNA的新特征。研究人員此基礎上開發的生物信息學工具,可以幫助研究者們設計更加有效的sgRNA

 

CRISPR/Cas9進行遺傳篩選是對基因組進行功能分析的有力方法。德國癌癥研究中心DKFZ的研究團隊經過深入研究,成功開發了一個設計自定義sgRNA文庫的整合性生物信息學工具,CLDCRISPR library designer)。這項研究發表在前不久的Genome Biology雜志上。

 

紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的研究團隊開發了一種簡單又便宜的文庫制備方法,可以快速有效的將配對gRNA克隆到表達載體上,用于體內和體外的功能篩選。這一成果于去年八月發表在Nature Communications雜志上,文章的通訊作者是紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的Andrea Ventura

 


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