In vivo genome editing using Staphylococcus aureus Cas9.
In vivo genome editing using Staphylococcus aureus Cas9.
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DOI：
10.1038/nature14299
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发表时间：
2015-04-09
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Zhang, Feng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ran, F. Ann;Cong, Le;Yan, Winston X.;Scott, David A.;Gootenberg, Jonathan S.;Kriz, Andrea J.;Zetsche, Bernd;Shalem, Ophir;Wu, Xuebing;Makarova, Kira S.;Koonin, Eugene V.;Sharp, Phillip A.;Zhang, Feng
RNA引导的核酸内切酶Cas9已经成为一种多功能的基因组编辑平台。然而，常用的来自化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes，SpCas9）的Cas9的大小限制了其用于采用高度通用的腺相关病毒（AAV）递送载体的基础研究和治疗应用的效用。在这里，我们表征了六个较小的Cas9直向同源物，并表明来自金黄色葡萄球菌（SaCas9）的Cas9可以以与SpCas9相似的效率编辑基因组，同时短>1kb。我们将SaCas9及其sgRNA表达盒包装到单个AAV载体中，并靶向小鼠肝脏中的胆固醇调节基因Pcsk 9。在注射后一周内，我们观察到>40%的基因修饰，伴随着血清Pcsk 9和总胆固醇水平的显著降低。我们进一步证明了使用BLESS评估SaCas9和SpCas9的全基因组靶向特异性的能力，并表明SaCas9可以高特异性地介导体内基因组编辑。
The RNA-guided endonuclease Cas9 has emerged as a versatile genome-editing platform. However, the size of the commonly used Cas9 from Streptococcus pyogenes (SpCas9) limits its utility for basic research and therapeutic applications that employ the highly versatile adeno-associated virus (AAV) delivery vehicle. Here, we characterize six smaller Cas9 orthologs and show that Cas9 from Staphylococcus aureus (SaCas9) can edit the genome with efficiencies similar to those of SpCas9, while being >1kb shorter. We packaged SaCas9 and its sgRNA expression cassette into a single AAV vector and targeted the cholesterol regulatory gene Pcsk9 in the mouse liver. Within one week of injection, we observed >40% gene modification, accompanied by significant reductions in serum Pcsk9 and total cholesterol levels. We further demonstrate the power of using BLESS to assess the genome-wide targeting specificity of SaCas9 and SpCas9, and show that SaCas9 can mediate genome editing in vivo with high specificity.
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