Deletion and replacement of long genomic sequences using prime editing.
Deletion and replacement of long genomic sequences using prime editing.
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DOI：
10.1038/s41587-021-01026-y
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发表时间：
2022-03
影响因子：
46.9
通讯作者：
Xue W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang T;Zhang XO;Weng Z;Xue W
基因组插入、重复和插入/缺失 (indels) 约占人类致病性突变的 14%，目前的基因编辑方法无法准确或有效地纠正，尤其是那些涉及较大改变 (>100 bp) 的方法。在这里，我们优化了prime编辑工具来创建精确的基因组缺失，并在没有外源DNA模板的情况下指导用所需序列替换从〜1-kb到〜10-kb的基因组片段。通过将 Cas9 核酸酶与逆转录酶 (PE-Cas9) 结合，并将其与两个靶向互补 DNA 链的引物编辑引导 RNA (pegRNA) 相结合，我们实现了目标序列的精确特异性删除和修复 (PEDAR)。 PEDAR 在报告系统和内源基因座上的表现优于其他基因组编辑方法，可有效地产生大量且精确的基因组改变。在酪氨酸血症小鼠模型中，PEDAR 去除了 Fah 基因内的 1.38 kb 致病性插入，并精确修复了缺失连接，以恢复肝脏中 FAH 的表达。 Prime 编辑扩展到最多 10kb 的基因组序列的删除和替换。
Genomic insertions, duplications and insertion/deletions (indels), which account for ~14% of human pathogenic mutations, cannot be accurately or efficiently corrected by current gene editing methods, especially those that involve larger alterations (>100 bp). Here, we optimize prime editing tools for creating precise genomic deletions and direct the replacement of a genomic fragment ranging from ~1-kb to ~10-kb with a desired sequence in the absence of an exogenous DNA template. By conjugating Cas9 nuclease to reverse transcriptase (PE-Cas9) and combining it with two prime editing guide RNAs (pegRNAs) targeting complementary DNA strands, we achieve precise and specific deletion and repair (PEDAR) of target sequences. PEDAR outperformed other genome editing methods in a reporter system and at endogenous loci, efficiently creating large and precise genomic alterations. In a mouse model of tyrosinemia, PEDAR removed a 1.38-kb pathogenic insertion within the Fah gene and precisely repaired the deletion junction to restore FAH expression in liver. Prime editing is expanded to deletions and replacements of genomic sequences of up to 10kb.
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