An engineered hypercompact CRISPR-Cas12f system with boosted gene-editing activity.
An engineered hypercompact CRISPR-Cas12f system with boosted gene-editing activity.
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DOI：
10.1038/s41589-023-01380-9
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发表时间：
2023-11
影响因子：
14.8
通讯作者：
Tang, Weixin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu, Tong;Liu, Chang;Zou, Siyuan;Lyu, Ruitu;Yang, Bowei;Yan, Hao;Zhao, Minglei;Tang, Weixin
紧凑型 CRISPR-Cas 系统为遗传性疾病提供了多种治疗选择，但其应用往往受到适度的基因编辑活动的限制。在这里，我们推出了 enAsCas12f，这是一种工程化的 RNA 引导的 DNA 核酸内切酶，其效力比其母蛋白 AsCas12f 强 11.3 倍，大小仅为 SpCas9 的三分之一。 enAsCas12f 在体外表现出比野生型 AsCas12f 更高的 DNA 切割活性，并且在人类细胞中广泛发挥作用，在用户指定的基因组位点上实现高达 69.8% 的插入和删除。使用 enAsCas12f 观察到最小的脱靶编辑，这表明增强的靶向活性不会损害全基因组特异性。我们以 2.9 Å 分辨率确定了 AsCas12f-sgRNA-DNA 复合物的冷冻电镜结构，揭示了二聚化介导的底物识别和切割。结构引导的单向导 RNA (sgRNA) 工程产生了 sgRNA-v2，它比全长 sgRNA 短 33%，但活性相当。总之，工程化的超紧凑 AsCas12f 系统能够在哺乳动物细胞中实现强大而忠实的基因编辑。
Compact CRISPR-Cas systems offer versatile treatment options for genetic disorders, but their application is often limited by modest gene-editing activity. Here we present enAsCas12f, an engineered RNA-guided DNA endonuclease up to 11.3-fold more potent than its parent protein, AsCas12f, and a third of the size of SpCas9. enAsCas12f shows higher DNA cleavage activity than wild-type AsCas12f in vitro and functions broadly in human cells, delivering up to 69.8% insertions and deletions at user-specified genomic loci. Minimal off-target editing is observed with enAsCas12f, suggesting that boosted on-target activity does not impair genome-wide specificity. We determine the Cryo-EM structure of the AsCas12f-sgRNA-DNA complex at 2.9 Å resolution, which reveals dimerization-mediated substrate recognition and cleavage. Structure-guided single guide RNA (sgRNA) engineering leads to sgRNA-v2, which is 33% shorter than the full-length sgRNA, but with on par activity. Together, the engineered hypercompact AsCas12f system enables robust and faithful gene editing in mammalian cells.
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DOI：
10.1126/science.aav4294
发表时间：
2018-11-16
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Harrington LB;Burstein D;Chen JS;Paez-Espino D;Ma E;Witte IP;Cofsky JC;Kyrpides NC;Banfield JF;Doudna JA
通讯作者：
Doudna JA
影响因子：
64.8
作者：
Hirano, Seiichi;Kappel, Kalli;Altae-Tran, Han;Faure, Guilhem;Wilkinson, Max E.;Kannan, Soumya;Demircioglu, F. Esra;Yan, Rui;Shiozaki, Momoko;Yu, Zhiheng;Makarova, Kira S.;Koonin, Eugene, V;Macrae, Rhiannon K.;Zhang, Feng
通讯作者：
Zhang, Feng
影响因子：
12.3
作者：
Dang Y;Jia G;Choi J;Ma H;Anaya E;Ye C;Shankar P;Wu H
通讯作者：
Wu H
影响因子：
64.8
作者：
Jumper J;Evans R;Pritzel A;Green T;Figurnov M;Ronneberger O;Tunyasuvunakool K;Bates R;Žídek A;Potapenko A;Bridgland A;Meyer C;Kohl SAA;Ballard AJ;Cowie A;Romera-Paredes B;Nikolov S;Jain R;Adler J;Back T;Petersen S;Reiman D;Clancy E;Zielinski M;Steinegger M;Pacholska M;Berghammer T;Bodenstein S;Silver D;Vinyals O;Senior AW;Kavukcuoglu K;Kohli P;Hassabis D
通讯作者：
Hassabis D
影响因子：
46.9
作者：
Kleinstiver BP;Tsai SQ;Prew MS;Nguyen NT;Welch MM;Lopez JM;McCaw ZR;Aryee MJ;Joung JK
通讯作者：
Joung JK