Les cytosines «  spectateurs  » rencontrent leur correspondance dans la technique d’édition de gènes

Les cytosines `` spectateurs '' rencontrent leur correspondance dans la technique d'édition de gènes

Les C `` spectateurs '' rencontrent leur partenaire dans la technique de modification génétique

Lorsque des cytosines consécutives sont positionnées dans la fenêtre d’édition, le nouvel éditeur de base A3G développé à la Rice University modifie précisément le C cible unique tout en minimisant l’édition C indésirable. Crédit: Gao Lab / Rice University

Les ingénieurs biomoléculaires de l’Université Rice ont trouvé une technique digne de C qui améliore considérablement la précision de l’édition des gènes.


Le laboratoire Rice de l’ingénieur biomoléculaire Xue Sherry Gao a introduit un ensemble d’outils qui augmentent la précision des modifications basées sur CRISPR dans les modèles de séquence de maladies jusqu’à 6000 fois par rapport à un éditeur de base actuel, BE4max, qui est considéré comme à la pointe de la technologie. -art.

L’œuvre apparaît dans le journal en libre accès Avancées scientifiques.

Les éditeurs de base de cytosine sont capables de convertir les cytosines (C) en thymines (T) dans le génome humain, qui se compose de trois milliards de Cs, Ts, As (adénine) et Gs (guanine). Les paires de bases de CG et AT codent les informations génétiques dans l’ADN. Même une base incorrecte dans le génome humain – une mutation – peut entraîner des maladies génétiques.

« Les mutations T-to-C appelées polymorphismes mononucléotidiques représentent environ 38% des maladies pathogènes humaines », a déclaré Gao. « Les éditeurs de base de cytosine sont très prometteurs pour potentiellement traiter ces maladies en inversant la mutation C en T.

« Cependant, quand il y a un » spectateur « C situé juste en amont du C ciblé, la technologie précédente ne pouvait pas faire la distinction entre les C, et les deux seraient changés en Ts », a-t-elle déclaré. « Nous voulons vraiment seulement corriger le C correspondant à la maladie à un T et laisser le spectateur C non modifié.

« Cela a motivé ce projet », a déclaré Gao. «Nous voulons concevoir un nouvel éditeur de base de cytosine qui peut modifier avec précision le C ciblé unique tout en minimisant l’édition de C indésirable lorsque des« CC »consécutifs sont positionnés dans la fenêtre d’édition.

Le laboratoire Gao cherche à développer des éditeurs de base grâce à une série d’efforts d’ingénierie des protéines. Les nouveaux éditeurs de base de cytosine, appelés A3G-BE, ont considérablement augmenté la précision en n’éditant que le deuxième des C consécutifs.

Pour placer leurs tests dans des «contextes pertinents pour la maladie», le laboratoire Gao a utilisé leurs outils pour modifier les cellules humaines afin de créer la fibrose kystique et plusieurs autres lignées cellulaires modèles de maladie. Tous ont montré un succès significatif dans la création précise de la mutation pathogène C-to-T souhaitée, en particulier les cellules de mucoviscidose, que les trois variantes de l’A3G-BE ont parfaitement modifiées plus de 50% du temps, contre 0,6% pour BE4max.

Le laboratoire Gao a également testé le potentiel de ses nouveaux A3G-BE pour corriger les mutations dans les applications de traitement des maladies, y compris la fibrose kystique, le déficit en holocarboxylase synthétase et la pyropoikilocytose, un type d’anémie.

Dans des expériences sur des modèles cellulaires contenant des mutations pathogéniques, les A3G-BE ont surpassé de manière significative BE4max. Dans le cas d’un déficit en holocarboxylase synthétase, l’éditeur a parfaitement corrigé uniquement les nucléotides C cibles dans plus de 50% des séquences, avec une correction 6496 fois supérieure à BE4max.

« Nous avons également identifié 540 polymorphismes mononucléotidiques pathogènes humains qui pourraient être corrigés avec précision par nos A3G-BE », a déclaré Gao. « L’A3G-BE semble également diminuer les modifications hors cible (modifications indésirables sur d’autres parties du génome qui pourraient introduire des mutations) aux niveaux de l’ADN et de l’ARN. » La réduction des objectifs hors cible a été un objectif primordial de la recherche CRISPR.

« Il y a trois milliards de paires de bases chez l’homme », a-t-elle déclaré. « Je crois que le niveau de précision de cette technologie va contribuer de manière significative au traitement des maladies génétiques. »


Construire de meilleurs éditeurs de base


Plus d’information:
Substitution unique de C à T à l’aide d’éditeurs de base APOBEC3G-nCas9 conçus avec des effets hors cible minimaux à l’échelle du génome et du transcriptome, Avancées scientifiques (2020). DOI: 10.1126 / sciadv.aba1773

Fourni par Rice University

Citation: Les cytosines «  spectateurs  » rencontrent leur correspondance dans la technique d’édition de gènes (2020, 15 juillet) récupéré le 15 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-bystander-cytosines-gene-editing-technique.html

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