Programmable C:G to G:C genome editing with CRISPR-Cas9-directed base excision repair proteins.
Programmable C:G to G:C genome editing with CRISPR-Cas9-directed base excision repair proteins.
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DOI：
10.1038/s41467-021-21559-9
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发表时间：
2021-03-02
影响因子：
16.6
通讯作者：
Chew WL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen L;Park JE;Paa P;Rajakumar PD;Prekop HT;Chew YT;Manivannan SN;Chew WL
许多遗传性疾病是由单核苷酸多态性引起的。碱基编辑器可以在单核苷酸分辨率下纠正这些突变，但直到最近，只允许转换编辑，解决十二个可能的DNA碱基替换中的四个。在这里，我们开发了一类C：G到G：C碱基编辑器，用于在人类细胞中创建单碱基基因组颠换。我们的C：G to G：C碱基编辑器由与胞苷脱氨酶和碱基切除修复蛋白融合的切口酶-Cas9组成。>30个碱基编辑候选物的表征揭示，它们主要进行C：G至G：C编辑（高达90%纯度），其中rAPOBEC-nCas 9-rXRCC 1是最有效的（平均15.4%，在没有选择的情况下高达37%）。C：G to G：C碱基编辑器靶向WCW、ACC或GCT序列背景中的胞苷，并且在靶前间隔区的精确三核苷酸窗口内。我们进一步靶向与血脂异常、肥厚性心肌病和耳聋相关的基因，显示了这些碱基编辑器在询问和纠正人类遗传疾病方面的治疗潜力。许多疾病是由单核苷酸多态性引起的。在这里，作者介绍了使用碱基切除机制进行单碱基颠换的CRISPR碱基编辑器。
Many genetic diseases are caused by single-nucleotide polymorphisms. Base editors can correct these mutations at single-nucleotide resolution, but until recently, only allowed for transition edits, addressing four out of twelve possible DNA base substitutions. Here, we develop a class of C:G to G:C Base Editors to create single-base genomic transversions in human cells. Our C:G to G:C Base Editors consist of a nickase-Cas9 fused to a cytidine deaminase and base excision repair proteins. Characterization of >30 base editor candidates reveal that they predominantly perform C:G to G:C editing (up to 90% purity), with rAPOBEC-nCas9-rXRCC1 being the most efficient (mean 15.4% and up to 37% without selection). C:G to G:C Base Editors target cytidine in WCW, ACC or GCT sequence contexts and within a precise three-nucleotide window of the target protospacer. We further target genes linked to dyslipidemia, hypertrophic cardiomyopathy, and deafness, showing the therapeutic potential of these base editors in interrogating and correcting human genetic diseases. Many diseases are caused by single-nucleotide polymorphisms. Here, the authors present CRISPR base editors that use the base excision machinery for single-base transversions.
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