Устранение неполадок в процессе нацеливания на гены: исследователи создали прогностическое программное обеспечение, которое может точно определить наиболее эффективные способы нацеливания на гены с помощью механизма редактирования генов CRISPR-Cas9

Несмотря на то, что Cas9 может точно выполнять эти функции, более чем одна направляющая РНК может соответствовать любой заданной генной мишени, что оставляет ученым предварительную работу по поиску и устранению неисправностей, чтобы выбрать лучшую направляющую РНК для любой конкретной задачи редактирования гена.
Чтобы исключить процесс выбора направляющих РНК для каждой работы методом проб и ошибок, команда во главе с Джорджем Черчем, профессором генетики HMS Робертом Уинтропом, членом основного факультета Института биологической инженерии Висса и аффилированным преподавателем Гарвардского университета. – Программа MIT в области медицинских наук и технологий разработала новую простую программу для прогнозирования лучших направляющих РНК для направления Cas9 к генным мишеням.
"Мы начали с того, что спросили себя, есть ли что-то в последовательности направляющих РНК, что могло бы указывать на то, что одна из них будет работать лучше, чем другие?"сказал ведущий автор исследования Радж Чари, научный сотрудник генетики Гарвардской медицинской школы.
Программное обеспечение иерархически ранжирует, насколько эффективно любая данная направляющая РНК будет нацелена на желаемую генную мишень на основе экспериментальных данных, собранных с использованием геномов человека, что отличается от других алгоритмов нацеливания на гены, доступных в настоящее время ученым, которые работают только на первых принципах.

«Это позволит повсеместно улучшить скорость и точность, с которой ученые смогут выбрать соответствующую направляющую РНК для достижения желаемых результатов редактирования генов», – сказал Черч.

Опубликованный коллектив Черча общедоступный, он не только содержит информацию об эффективных направляющих РНК для Cas9, выделенных из бактерий вида S. pyogenes, который является наиболее часто используемым бактериальным источником Cas9, но также включает самую полную в мире библиотеку направляющих РНК из различных видов бактерий, популярность использования которой растет, S. термофил.
Чтобы разработать алгоритм, лежащий в основе нового программного обеспечения, команда Черча провела высокопроизводительный анализ активности между множеством генных мишеней и дополнительными направляющими РНК, ища шаблоны в последовательностях направляющих РНК, которые могли бы указать, насколько эффективно они будут связываться. к любой данной генной мишени.
При этом они выбрали уникальную последовательность из каждой генной мишени и синтезировали идентичную цепь ДНК для представления этой мишени, а затем они создали очень большую библиотеку ДНК и сохранили ее в плазмиде клетки.

Затем библиотека была доставлена ​​с использованием вируса в качестве средства доставки в геномы культивируемых клеток. Чтобы проверить, какие направляющие РНК будут наиболее эффективными для достижения каждой из этих уникальных целей, дополнительные направляющие РНК были вставлены с Cas9 в клетки, что дало Cas9 возможность вносить мутации генома в сайты, где произошло успешное сопоставление. Затем простой процесс извлечения генома и секвенирования легко показал, какая направляющая РНК лучше всего подходит для каждой цели.
На основе этих данных команда разработала свой новый алгоритм ранжирования и оценки наиболее эффективных направляющих РНК для нацеливания практически на любой человеческий ген, даже если экспериментальные данные отсутствуют в базе данных программного обеспечения.

«Анализируя наши результаты, мы определили определенные особенности в последовательностях направляющих РНК, которые указывают на то, насколько хорошо они работают в направлении Cas9 к желаемой генной мишени», – сказал Чари. "Разработав алгоритм, основанный на этих функциях, мы теперь можем посмотреть на любую направляющую последовательность РНК и присвоить ей оценку того, насколько эффективна ее работа."
Ускоряя эту часть процесса редактирования генов, ученые могут сосредоточить усилия на применении редактирования генов Cas9 для разработки генных методов лечения таких заболеваний, как серповидноклеточная анемия, рак или ВИЧ, а также для создания генно-инженерных организмов, которые могут помочь очистить окружающую среду. или выполнять другие функции, такие как устойчивое производство химических товаров.

«Для любого ученого, использующего управляемую РНК Cas9 в своей повседневной работе, было бы очень полезно иметь такой инструмент, который быстро сузил бы выбор той направляющей РНК, которая будет наиболее эффективной для направления Cas9 к интересующему гену, "сказал Чари.

1 комментарий к “Устранение неполадок в процессе нацеливания на гены: исследователи создали прогностическое программное обеспечение, которое может точно определить наиболее эффективные способы нацеливания на гены с помощью механизма редактирования генов CRISPR-Cas9”

  1. Лучше всего бы выслали подобные деньжата старикам и медицинским работникам.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *