一种用于任意序列DNA和RNA高效编辑的HpSGN-neo系统
批准号:
32071440
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
徐澍
依托单位:
学科分类:
共性生物技术
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐澍
中文摘要
针对现有基因编辑工具酶不能高效编辑任意序列DNA和RNA底物的问题,本项目将在自主构建的第一、二代结构介导基因编辑工具(SGN)基础上,通过设计具有发卡二级结构的向导RNA探针Hp-gRNA,构建具有识别RNA探针和切割核酸底物功能的重组酶Cle-Edit,开发出第三代SGN系统,HpSGN-neo。其中,Hp-gRNA在核内呈高浓度状态,与Cle-Edit形成复合物整体,以实现“高效”;Cle-Edit可区分单碱基差异,以实现“精准”;Cle-Edit氨基酸个数较少,以实现“小巧”;HpSGN-neo与靶标结合由核酸结构介导,没有序列偏爱性,以实现“无序列限制”,并且还可同时编辑DNA和RNA。本课题将在体外和细胞水平对HpSGN-neo的编辑效能进行研究优化,并将其应用于小鼠体内癌细胞单碱基突变位点的靶向敲击,同时与传统基因编辑工具比较评估。为基因编辑技术的研发提供了新思路。
英文摘要
Aiming at the problem that the present gene editing tools can not edit DNA and RNA without sequence limitation, this project will develop the 3rd generation SGN system, HpSGN-neo system. By designing the Hp-gRNA, a guide RNA probe with secondary structure of hairpin, and constructing the Cle-Edit, a recombinant enzyme with the function of recognizing RNA probe and cutting nucleic substrate,the HpSGN-neo system is developed. Firstly, the Hp-gRNA is in a high concentration state in the nucleus and forms a complex with Cle-Edit, which is to achieve "high efficiency". Secondly, the Cle-Edit can distinguish single base differences to achieve "accuracy". Thirdly, the Cle-Edit has a small number of amino acids to achieve "small size". Fourthly, the HpSGN-neo system’s capture is mediated by nuclear acid structure without sequence preference, which is to achieve "no sequence restriction", and it can also cleave both DNA and RNA substrate. This project will study and optimize the editing ability of the HpSGN-neo system in vitro and in cellular, then apply it in vivo to achieve the single mutate base editng. The HpSGN-neo system will be compared with the present gene editing tools. It provides a new idea for the research and development of gene editing technology.
针对现有基因编辑工具酶不能高效编辑任意序列DNA和RNA底物的问题,本研究在先前自主构建的第一、二代SGN基础上,开发新一代结构介导基因编辑工具系统。首先,我们设计并优化了具有发卡二级结构的hpRNA探针,并构建了可以识别结合hpRNA并切割核酸底物的候选酶分子,对候选酶分子进行改造,得到高效的人工重组蛋白TaqTth。接着,在体外水平对人工重组蛋白TaqTth的性能进行初步验证,构成了一种新型结构介导基因编辑系统,原计划中称之为HpSGN-neo,在具体研究中,细化命名其为TaqTth-hpRNA。其次,我们研究了TaqTth-hpRNA在细胞中,对靶标RNA的编辑效率和编辑靶向性,与既往siRNA系统和CRISPR-Cas13系统全方位比较评价,包括效率、特异性、毒性、PFS等,充分验证了TaqTth-hpRNA能对靶标RNA高特异性识别和高效切割,对靶标无PFS固定碱基搭配模式要求。并且,我们研究了TaqTth-hpRNA在细胞中对靶标DNA的编辑效率和编辑靶向性,充分验证了TaqTth-hpRNA能对靶标DNA产生高特异性大片段删除,对靶标无PAM固定碱基搭配模式要求。最终实现了对DNA和RNA底物的高效编辑。最后,我们将TaqTth-hpRNA应用在动物水平中,在阿尔茨海默病(AD)疾病模型小鼠上,靶向粉样前体蛋白APP突变基因,从而敲减突变APP蛋白,进而减少脑内β淀粉样蛋白的产生。由于TaqTth-hpRNA尺寸紧凑,AAV装载后仍有充足空间,我们在破坏“致病基因”APP的基础上,追加过表达一种“抗病基因”APOE2,用单一AAV装载递送,双管齐下,组合治疗AD。实验证明治疗后的5×FAD小鼠的β淀粉样蛋白水平显著降低,行为学指标、病理学指标均有明显改善,为研发相关基因药物打下了很好的临床前研究基础。
一种用于多种类病毒高效杀伤的抗病毒药物AntiV-SGN
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批准号:82150209
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项目类别:原创探索计划项目
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资助金额:120万元
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批准年份:2021
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负责人:徐澍
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依托单位:
由核酸结构介导的基因编辑工具酶SGN的研究
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批准号:31701161
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2017
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负责人:徐澍
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依托单位:
国内基金
海外基金