In vivo base editing of post-mitotic sensory cells.
In vivo base editing of post-mitotic sensory cells.
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DOI：
10.1038/s41467-018-04580-3
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发表时间：
2018-06-05
影响因子：
16.6
通讯作者：
Liu DR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yeh WH;Chiang H;Rees HA;Edge ASB;Liu DR
可编程核酸酶可以通过同源定向修复(HDR)使基因组DNA发生精确的变化。不幸的是，HDR在很大程度上仅限于有丝分裂细胞，并且通常伴随着过量的随机插入和缺失(INDel)。在这里，我们提出了一种基于体内的编辑策略，以解决这些限制。我们使用无核酸酶碱基编辑在β-连环蛋白中安装了一个S33F突变，它阻止了β-连环蛋白的磷酸化，阻止了β-连环蛋白的降解，并上调了Wnt信号。在体外，碱基编辑以比HDR高200倍的编辑：插入比率安装S33F突变。在小鼠内耳的有丝分裂后细胞中，注射碱基编辑蛋白：RNA：脂质安装这种突变，导致Wnt激活，从而诱导耳蜗支持细胞的有丝分裂和细胞重新编程。相反，注射HDR试剂不会引起Wnt的上调。这些结果建立了一种改变信号通路中翻译后状态的策略，以及一种在有丝分裂后组织中进行精确编辑的方法。碱基编辑允许将点突变精确地引入细胞DNA，而不需要双链DNA断裂或同源定向修复，这在有丝分裂后细胞中是低效的。在这里，作者展示了体内基础编辑有丝分裂后的体细胞在出生后的小鼠内耳与生理结果。
Programmable nucleases can introduce precise changes to genomic DNA through homology-directed repair (HDR). Unfortunately, HDR is largely restricted to mitotic cells, and is typically accompanied by an excess of stochastic insertions and deletions (indels). Here we present an in vivo base editing strategy that addresses these limitations. We use nuclease-free base editing to install a S33F mutation in β-catenin that blocks β-catenin phosphorylation, impedes β-catenin degradation, and upregulates Wnt signaling. In vitro, base editing installs the S33F mutation with a 200-fold higher editing:indel ratio than HDR. In post-mitotic cells in mouse inner ear, injection of base editor protein:RNA:lipid installs this mutation, resulting in Wnt activation that induces mitosis of cochlear supporting cells and cellular reprogramming. In contrast, injection of HDR agents does not induce Wnt upregulation. These results establish a strategy for modifying posttranslational states in signaling pathways, and an approach to precision editing in post-mitotic tissues. Base editing allows the precise introduction of point mutations into cellular DNA without requiring double-stranded DNA breaks or homology-directed repair, which is inefficient in postmitotic cells. Here the authors demonstrate in vivo base editing of post-mitotic somatic cells in the postnatal mouse inner ear with physiological outcomes.
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