概述

基因編輯是自 80 年代末發(fā)展起來的一種分子生物學技術。它是一種通過一定的途徑實現(xiàn)人為修改特定基因的技術。早期的基因編輯主要是利用 DNA 同源重組原理,通過設計同源片段替代靶基因片段,從而達到基因編輯的目的。目前應用比較成功的基因敲除技術主要有:Zinc-finger、TALEN、CRISPR/Cas9。

CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)/Cas(CRISPR-Associated)是一種由 RNA 指導的 Cas 核酸酶對靶向基因進行特定 DNA 修飾的技術。它是細菌和古生菌為了應對噬菌體和外源質粒的不斷攻擊而演化來的獲得性免疫防御機制。 CRISPR/Cas 系統(tǒng)可實現(xiàn)高效的基因敲除、敲入、替換及轉錄水平的調(diào)控。

然而,針對單個堿基突變的基因的修正,傳統(tǒng) CRISPR/Cas 系統(tǒng)的表現(xiàn)卻不盡如人意。由于DNA 雙鏈斷裂時,細胞更傾向于利用非同源末端修復(HENJ)原理對 DNA 進行修復,因而利用同源重組(HDR)進行的單個堿基的替換過程往往十分低效。而單堿基編輯器(BE)系統(tǒng)的出現(xiàn)成功攻克了這一技術壁壘,實現(xiàn)了高效且安全的單個堿基的替換編輯。

BE4 單堿基編輯器是目前最先進的可實現(xiàn)單個堿基精準替換的基因編輯工具,編輯過程中不產(chǎn)生 DSB,僅需一個 DNA 單鏈切口就能實現(xiàn)單堿基精準編輯,可有效避免編輯過程中產(chǎn)生基因組損傷。

BE4 單堿基編輯器通過在傳統(tǒng) CRISPR-Cas9 系統(tǒng)中的 Cas9n(D10A)蛋白上融合胞嘧啶脫氨基酶 APOBEC1 及尿嘧啶糖基化酶抑制劑 UGI,可實現(xiàn)安全、高效、高特異性、高保真性的 C to T 的堿基替換編輯。

技術原理

CRISPR/Cas 系統(tǒng)的工作原理是通過人工優(yōu)化的具有引導作用的單鏈 gRNA(Guide RNA)引導核酸酶 Cas 蛋白在與 gRNA 配對的靶位點處剪切雙鏈 DNA,引起 DNA 雙鏈斷裂(DSB),進而利用生物體內(nèi)非同源末端修復機制(NHEJ)或同源重組機制(HDR)修復 DNA,實現(xiàn)基因的敲除、敲入、替換及轉錄水平的調(diào)控。

BE4 系統(tǒng)的工作原理是通過人工優(yōu)化的具有引導作用的單鏈 gRNA (Guide RNA)引導核酸酶 Cas 蛋白、胞嘧啶脫氨基酶 APOBEC1 及尿嘧啶糖基化酶抑制劑 UGI 的融合物到達并綁定在與 gRNA 配對的靶位點處,然后利用胞嘧啶脫氨基酶對靶位點出的胞嘧啶 C 進行水解脫氨基作用,將其轉變?yōu)槟蜞奏?U,之后再通過細胞自身的 DNA 修復機制將編輯產(chǎn)生的尿嘧啶 U 進一步轉換為胸腺嘧啶 T,從而實現(xiàn) C to T 單堿基替換的過程。

產(chǎn)品特點

1. 編輯過程不依賴 DSB 及 donor template,可有效減少編輯過程中產(chǎn)生的基因組損傷。
2. 極低的 Indel 引入率,可顯著降低基因失活幾率。
3. 高度窄縮的基因編輯活性窗口范圍,至多對兩個堿基進行編輯。
4. 極低的脫靶率,可實現(xiàn)高度保真的基因編輯結果。5. 極高的產(chǎn)物純度,C to T 產(chǎn)物比率 > 80%。
5. 較高的編輯效率,C to T 堿基替換編輯效率高達 50%。

產(chǎn)品規(guī)格

服務說明

1. 您須提供目的基因名稱、ID 號、序列信息,以便設計載體構建方案;
2. 我們將為您提供經(jīng)單堿基編輯后的序列的測序結果驗證。