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新研究系统性预测Cas9变体的序列特异性切割活性
作者:小柯机器人 发布时间:2020/6/10 14:41:19

韩国延世大学医学院Hyongbum Henry Kim小组对Cas9变体的序列特异性切割活性进行了大规模预测。这一研究成果于2020年6月8日在线发表在国际学术期刊《自然—生物技术》上。

为了建立计算模型来预测13个酿脓链球菌Cas9(SpCas9)变体的序列特异性活性,研究人员首先评估了它们在26891个靶序列上的切割效率。研究人员发现,在256种可能的四核苷酸NNNN序列中,至少有SpCas9变体之一可以将156种用作前间区序列邻近基序(PAM)。
 
对于高保真度的变体,总体活性可以分类为SpCas9≥Sniper-Cas9> eSpCas9(1.1)> SpCas9-HF1> HypaCas9≈xCas9 >> evoCas9 >>,而它们的总体特异性可以列为evoCas9 >> HypaCas9≥SpCas9- HF1≈eSpCas9(1.1)> xCas9> Sniper-Cas9> SpCas9。
 
利用这些数据,研究人员开发了16个基于深度学习的计算模型,可以准确地预测这些变体在任何靶序列上的活性。
 
据了解,目前已经开发了几种SpCas9变体,从而得以提高酶的特异性或改变/扩大其与PAM的相容性,但是要为给定的靶序列和应用选择最佳变体仍然很困难。
 
附:英文原文

Title: Prediction of the sequence-specific cleavage activity of Cas9 variants

Author: Nahye Kim, Hui Kwon Kim, Sungtae Lee, Jung Hwa Seo, Jae Woo Choi, Jinman Park, Seonwoo Min, Sungroh Yoon, Sung-Rae Cho, Hyongbum Henry Kim

Issue&Volume: 2020-06-08

Abstract: Several Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) variants have been developed to improve an enzyme’s specificity or to alter or broaden its protospacer-adjacent motif (PAM) compatibility, but selecting the optimal variant for a given target sequence and application remains difficult. To build computational models to predict the sequence-specific activity of 13 SpCas9 variants, we first assessed their cleavage efficiency at 26,891 target sequences. We found that, of the 256 possible four-nucleotide NNNN sequences, 156 can be used as a PAM by at least one of the SpCas9 variants. For the high-fidelity variants, overall activity could be ranked as SpCas9≥Sniper-Cas9>eSpCas9(1.1) > SpCas9-HF1>HypaCas9≈xCas9 >> evoCas9, whereas their overall specificities could be ranked as evoCas9 >> HypaCas9≥SpCas9-HF1≈eSpCas9(1.1) > xCas9>Sniper-Cas9>SpCas9. Using these data, we developed 16 deep-learning-based computational models that accurately predict the activity of these variants at any target sequence.

DOI: 10.1038/s41587-020-0537-9

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-020-0537-9

期刊信息

Nature Biotechnology:《自然—生物技术》,创刊于1996年。隶属于施普林格·自然出版集团,最新IF:31.864
官方网址:https://www.nature.com/nbt/
投稿链接:https://mts-nbt.nature.com/cgi-bin/main.plex