A programmable Cas9-serine recombinase fusion protein that operates on DNA sequences in mammalian cells.
A programmable Cas9-serine recombinase fusion protein that operates on DNA sequences in mammalian cells.
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DOI：
10.1093/nar/gkw707
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发表时间：
2016-11-16
影响因子：
14.9
通讯作者：
Liu DR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chaikind B;Bessen JL;Thompson DB;Hu JH;Liu DR
我们描述了“recCas9”的发展，这是一种rna编程的小丝氨酸重组酶，在哺乳动物细胞中起作用。我们使用优化的融合结构将催化失活的dCas9融合到Gin重组酶的催化结构域。由此产生的recCas9系统重组DNA位点，其中包含一个最小的重组酶核心位点，两侧是引导rna指定的序列。我们发现这些重组酶可以作用于哺乳动物细胞中与人类基因组中自然发现的基因组位点相同的DNA位点上，这种方式依赖于引导RNA序列。DNA测序显示，recCas9在人细胞中催化引导rna依赖性重组，在质粒底物上的效率高达32%。最后，我们证明了在人类细胞中表达的recCas9可以催化两个基因组位点之间的原位缺失。由于recCas9直接催化重组，它几乎不会产生可检测的索引或其他随机DNA修饰产物。这项工作代表了在独立于内源性细胞机制或细胞状态的未修饰细胞中进行可编程、无疤痕基因组编辑的一步。当前和未来几代的recCas9可能有助于有针对性的农业育种，或人类遗传疾病的研究和治疗。
We describe the development of ‘recCas9’, an RNA-programmed small serine recombinase that functions in mammalian cells. We fused a catalytically inactive dCas9 to the catalytic domain of Gin recombinase using an optimized fusion architecture. The resulting recCas9 system recombines DNA sites containing a minimal recombinase core site flanked by guide RNA-specified sequences. We show that these recombinases can operate on DNA sites in mammalian cells identical to genomic loci naturally found in the human genome in a manner that is dependent on the guide RNA sequences. DNA sequencing reveals that recCas9 catalyzes guide RNA-dependent recombination in human cells with an efficiency as high as 32% on plasmid substrates. Finally, we demonstrate that recCas9 expressed in human cells can catalyze in situ deletion between two genomic sites. Because recCas9 directly catalyzes recombination, it generates virtually no detectable indels or other stochastic DNA modification products. This work represents a step toward programmable, scarless genome editing in unmodified cells that is independent of endogenous cellular machinery or cell state. Current and future generations of recCas9 may facilitate targeted agricultural breeding, or the study and treatment of human genetic diseases.
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作者：
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通讯作者：
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Zhang J
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作者：
Hillson, Nathan J.;Rosengarten, Rafael D.;Keasling, Jay D.
通讯作者：
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DOI：
10.1073/pnas.1533177100
发表时间：
2003-07-22
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作者：
Akopian, A;He, JY;Stark, WM
通讯作者：
Stark, WM