Targeted editing and evolution of engineered ribosomes in vivo by filtered editing.
Targeted editing and evolution of engineered ribosomes in vivo by filtered editing.
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DOI：
10.1038/s41467-021-27836-x
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发表时间：
2022-01-10
影响因子：
16.6
通讯作者：
Isaacs FJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Radford F;Elliott SD;Schepartz A;Isaacs FJ
基因组编辑技术在生物体中引入了有针对性的染色体修饰，但由于无法选择性地修改重复遗传元件而受到限制。在这里，我们描述了过滤编辑，这是一种基因组编辑方法，将第一组自剪接内含子嵌入到重复的遗传元件中，以构建可以选择性修改的独特遗传地址。我们将含有内含子的核糖体引入大肠杆菌基因组，并使用 CRISPR/Cas9 和多重自动化基因组工程对这些核糖体进行靶向修饰。转录后内含子的自剪接产生无疤痕 RNA 分子，从而生成目标组合变体的复杂文库。我们使用过滤编辑来共同进化 16S rRNA 以调整核糖体的翻译效率，并使用 23S rRNA 来分离抗生素抗性核糖体变体，而不干扰天然翻译。这项工作为设计突变核糖体奠定了基础，这些突变核糖体可以聚合具有不同化学成分的非生物单体，并扩大了基因组工程的范围，以实现重复 DNA 序列的精确编辑和进化。基因组编辑方法因无法选择性编辑重复序列而受到限制。在这里，作者展示了对重复遗传元件（核糖体）的精确编辑，同时避免对共享相同序列的本地位点进行编辑。
Genome editing technologies introduce targeted chromosomal modifications in organisms yet are constrained by the inability to selectively modify repetitive genetic elements. Here we describe filtered editing, a genome editing method that embeds group 1 self-splicing introns into repetitive genetic elements to construct unique genetic addresses that can be selectively modified. We introduce intron-containing ribosomes into the E. coli genome and perform targeted modifications of these ribosomes using CRISPR/Cas9 and multiplex automated genome engineering. Self-splicing of introns post-transcription yields scarless RNA molecules, generating a complex library of targeted combinatorial variants. We use filtered editing to co-evolve the 16S rRNA to tune the ribosome’s translational efficiency and the 23S rRNA to isolate antibiotic-resistant ribosome variants without interfering with native translation. This work sets the stage to engineer mutant ribosomes that polymerize abiological monomers with diverse chemistries and expands the scope of genome engineering for precise editing and evolution of repetitive DNA sequences. Genome editing methods are limited by the inability to selectively edit repetitive sequences. Here the authors demonstrate precise editing of a repetitive genetic element, a ribosome, while avoiding edits to native sites sharing identical sequence.
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影响因子：
4.5
作者：
de Koning AP;Gu W;Castoe TA;Batzer MA;Pollock DD
通讯作者：
Pollock DD
Biopython：用于计算分子生物学和生物信息学的免费 Python 工具。
DOI：
10.1093/bioinformatics/btp163
发表时间：
2009-06-01
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Cock PJ;Antao T;Chang JT;Chapman BA;Cox CJ;Dalke A;Friedberg I;Hamelryck T;Kauff F;Wilczynski B;de Hoon MJ
通讯作者：
de Hoon MJ
影响因子：
3.2
作者：
ETTAYEBI, M;PRASAD, SM;MORGAN, EA
通讯作者：
MORGAN, EA
影响因子：
64.5
作者：
Hsu PD;Lander ES;Zhang F
通讯作者：
Zhang F
影响因子：
17.3
作者：
Gaj, Thomas;Gersbach, Charles A.;Barbas, Carlos F., III
通讯作者：
Barbas, Carlos F., III