分享一篇最近发表在Nature Biotechnology上的文章，本文的题目是“Click editing enables programmable genome writing using DNA polymerases and HUH endonucleases”。本文的通讯作者是来自美国麻省总医院和哈佛医学院的 Benjamin P. Kleinstiver。本文的核心是作者们开发了一种新的精确编辑基因组的技术，因为该策略中所用到的HUH内切酶能够“自发且共价地”连接到其单链 DNA 底物上，因此作者们将其命名为 Click editing。
如果想要对基因组进行编辑，比如借助 Cas9 蛋白切割基因组产生双链断裂 DSB，细胞会采取同源修复 HDR 机制进行修复。但是，这种修复机制是依赖细胞周期的。因此，不依赖于细胞周期的编辑技术应运而生，比如碱基编辑器 BE 和先导编辑 PE。但是，BE 的脱靶效应很高，PE 的编辑效率很低，而且先导 gRNA 的设计也比较复杂。作者们就想到，不依赖细胞周期，也可以将 DNA 聚合酶与 Cas9 nickase（只在 DNA 的一条链上产生缺口，并不会引起双链断裂）“缝”起来。为了能够让单链 donor DNA 快速地聚集在编辑器附近，作者又想到可以继续给 Cas9 nickase 上“缝”一个单链 DNA 结合域。HUH 内切酶能够特异地识别其单链 DNA 底物，并通过蛋白上的酪氨酸，在二价金属离子 Mg 或 Mn 存在的情况下，进攻其底物特定碱基的磷酸，形成蛋白-单链 DNA 复合物，这一过程类似于 Click chemistry，因此，作者将该策略也命名为“click editing”。
所以，点击编辑器 Click editor 包括四部分，分别是 Cas9 nickase、DNA 依赖的 DNA 聚合酶、单链 DNA 结合域和引导蛋白到编辑区域的 sgRNA。单链 donor DNA 也由三部分组成，分别是与点击编辑器的单链 DNA 结合域发生 Click 的序列、聚合酶延伸模板 PT（可以在该区域引入突变）和引导单链与基因组结合的片段 PBS。
作者们对点击编辑器中的 DNA 聚合酶和单链 DNA 结合域，donor DNA 中 PT 和 PBS 的长度，进行了筛选和摸索，以获得更优的编辑效率。作者们也与先导编辑进行了比较，目前的版本效果明显地优于 PE1 编辑器，但是要略逊于 PE3 编辑器。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-024-02324-x文章引用：10.1038/s41587-024-02324-x
目前评论：