Рекомбинантная геномная инженерия, опосредованная AAV - Recombinant AAV mediated genome engineering
![]() |
Рекомбинантный аденоассоциированный вирус (rAAV) основанная на геномной инженерии это редактирование генома платформа, ориентированная на использование рекомбинантный векторы rAAV, которые позволяют вставку, удаление или замену ДНК последовательности в геномы живых клеток млекопитающих. Техника основана на Марио Капеччи и Оливер Смитис ' Нобелевская премия –За открытие, что гомологичная рекомбинация (HR), естественный механизм репарации ДНК с высокой точностью, можно использовать для точных изменений генома у мышей. Редактирование генома, опосредованное rAAV, повышает эффективность этого метода, позволяя геномная инженерия в любой предварительно установленной и дифференцированной линии клеток человека, которые, в отличие от мышиных ES-клеток, имеют низкие показатели HR.
Этот метод получил широкое распространение при разработке линий клеток человека для генерации модели изогенных болезней человека. Он также использовался для оптимизации линий клеток-биопродукторов для производства белковых вакцин и терапевтических средств. Кроме того, из-за непатогенной природы rAAV он стал желательным вектором для проведения генной терапии у живых пациентов.
rAAV Вектор
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1d/Targeting-vectors-2005-onwards.jpg/220px-Targeting-vectors-2005-onwards.jpg)
Геном rAAV построен из одноцепочечной дезоксирибонуклеиновой кислоты (оцДНК), воспринимаемой как положительно, так и отрицательно, длиной около 4,7 килобаз. Эти вирусные векторы с одноцепочечной ДНК имеют высокую трансдукция скорости и обладают уникальным свойством стимулировать эндогенный HR, не вызывая двухцепочечных разрывов ДНК в геноме, что типично для других самонаводящаяся эндонуклеаза опосредованные методы редактирования генома.
Возможности
Пользователи могут сконструировать вектор rAAV для любого целевого геномного локуса и выполнять как грубые, так и тонкие эндогенные изменения генов в типах соматических клеток млекопитающих. К ним относятся нокауты генов для функциональной геномики или «нокауты» вставок белковых меток для отслеживания событий транслокации на физиологических уровнях в живых клетках. Что наиболее важно, rAAV нацелен на один аллель за раз и не приводит к каким-либо нецелевым геномным изменениям.[2] Благодаря этому он может регулярно и точно моделировать генетические заболевания, вызванные тонкими SNP или точечные мутации, которые все чаще становятся объектами программ открытия новых лекарств.[2]
Приложения
На сегодняшний день использование rAAV-опосредованной геномной инженерии было опубликовано в более чем 1300 научных журналах, прошедших экспертную оценку.[3] Еще одно новое применение редактирования генома на основе rAAV - это генная терапия у пациентов из-за точности и отсутствия нецелевых событий рекомбинации, обеспечиваемых этим подходом.
Смотрите также
- Биологическая инженерия
- Геномная инженерия
- Самонаводящаяся эндонуклеаза
- Гомологичная рекомбинация
- Мегануклеаза
- Нуклеаза цинкового пальца
- Модели изогенных заболеваний человека
- Cas9
Источники
- Барделли А., Парсонс Д. В., Силлиман Н. и др. (Май 2003 г.). «Мутационный анализ кинома тирозина при колоректальном раке». Наука. 300 (5621): 949. Дои:10.1126 / science.1082596. PMID 12738854.
- Коли М., Раго С., Ленгауэр С., Кинзлер К.В., Фогельштейн Б. (2004). «Простые способы создания нокаутов генов соматических клеток человека с использованием рекомбинантных аденоассоциированных вирусов». Нуклеиновые кислоты Res. 32 (1): 3e – 3. Дои:10.1093 / nar / gnh009. ЧВК 373311. PMID 14704360.
- Ван З., Шен Д., Парсонс Д. В. и др. (Май 2004 г.). «Мутационный анализ тирозинфосфатома при колоректальном раке». Наука. 304 (5674): 1164–6. Bibcode:2004Наука ... 304.1164W. Дои:10.1126 / science.1096096. PMID 15155950.
- Дханушкоди А., Акано Е.О., Рогуски Е.Е., Сюэ Й., Рао С.К., Матта С.Г., Рекс Т.С. и Макдональд М.П. (2013). «Однократная внутримышечная инъекция rAAV-опосредованного мутантного эритропоэтина защищает от паркинсонизма, вызванного МРТР». Гены, мозг и поведение. 12 (2): 224–233. Дои:10.1111 / gbb.12001. ЧВК 4360975. PMID 23190369.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
- Топалоглу О., Херли П.Дж., Йилдирим О., Сивин С.И., Бунц Ф. (2005). «Усовершенствованные методы создания нокаутных и нокаутных клеточных линий человека». Нуклеиновые кислоты Res. 33 (18): e158. Дои:10.1093 / нар / gni160. ЧВК 1255732. PMID 16214806.
- Морони М., Сарторе-Бьянки А., Бенвенути С., Артале С., Барделли А., Сиена С. (ноябрь 2005 г.). «Соматическая мутация каталитического домена EGFR и лечение гефитинибом при колоректальном раке». Анна. Онкол. 16 (11): 1848–9. Дои:10.1093 / annonc / mdi356. PMID 16012179.
- Ди Николантонио Ф, Барделли А (январь 2006 г.). «Мутации киназ при раке: щели в броне врага?». Curr Opin Oncol. 18 (1): 69–76. Дои:10.1097 / 01.cco.0000198020.91724.48. PMID 16357567.
- Бенвенути С., Сарторе-Бьянки А., Ди Николантонио Ф. и др. (Март 2007 г.). «Онкогенная активация сигнального пути RAS / RAF ухудшает ответ метастатического колоректального рака на терапию антителами против рецептора эпидермального фактора роста». Рак Res. 67 (6): 2643–8. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-06-4158. PMID 17363584.
- Arena S, Pisacane A, Mazzone M, Comoglio PM, Bardelli A (июль 2007 г.). «Генетическое нацеливание киназной активности рецептора Met в раковых клетках». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 104 (27): 11412–7. Bibcode:2007ПНАС..10411412А. Дои:10.1073 / pnas.0703205104. ЧВК 2040912. PMID 17595299.
- Кониши Х., Каракас Б., Абухдейр А.М. и др. (Сентябрь 2007 г.). «Включение мутантных K-ras в неопухолевые эпителиальные клетки человека как новая модель для изучения K-ras-опосредованной трансформации». Рак Res. 67 (18): 8460–7. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-07-0108. PMID 17875684.
- Arena S, Isella C, Martini M, de Marco A, Medico E, Bardelli A (сентябрь 2007 г.). «Включение онкогенного Краса не трансформирует соматические клетки мышей, но запускает транскрипционный ответ, который классифицирует рак человека». Рак Res. 67 (18): 8468–76. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-07-1126. PMID 17875685.
- Грим Дж. Э., Густафсон М. П., Хирата Р. К. и др. (Июнь 2008 г.). «Зависимая от изоформы и клеточного цикла деградация субстрата убиквитинлигазой Fbw7». J. Cell Biol. 181 (6): 913–20. Дои:10.1083 / jcb.200802076. ЧВК 2426948. PMID 18559665.
- Фаттах Ф. Дж., Лихтер Н. Ф., Фаттах К. Р., О С., Хендриксон Е. А. (июнь 2008 г.). «Ku70, важный ген, модулирует частоту нацеливания rAAV-опосредованного гена в соматических клетках человека». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 105 (25): 8703–8. Bibcode:2008PNAS..105.8703F. Дои:10.1073 / pnas.0712060105. ЧВК 2438404. PMID 18562296.
- Ди Николантонио Ф., Мартини М., Молинари Ф. и др. (Декабрь 2008 г.). «BRAF дикого типа необходим для ответа на панитумумаб или цетуксимаб при метастатическом колоректальном раке». J. Clin. Онкол. 26 (35): 5705–12. Дои:10.1200 / JCO.2008.18.0786. HDL:2434/349662. PMID 19001320.
- Ди Николантонио Ф., Арена С, Галликкио М. и др. (Декабрь 2008 г.). «Замена нормальных аллелей мутантными в геноме нормальных клеток человека раскрывает специфичные для мутаций реакции на лекарства». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 105 (52): 20864–9. Bibcode:2008PNAS..10520864D. Дои:10.1073 / pnas.0808757105. ЧВК 2634925. PMID 19106301.
- Густин Дж. П., Каракас Б., Вайс МБ и др. (Февраль 2009 г.). «Нокин мутанта PIK3CA активирует множественные онкогенные пути». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 106 (8): 2835–40. Bibcode:2009PNAS..106.2835G. Дои:10.1073 / pnas.0813351106. ЧВК 2636736. PMID 19196980.
- Сарторе-Бьянки А., Мартини М., Молинари Ф. и др. (Март 2009 г.). «Мутации PIK3CA при колоректальном раке связаны с клинической устойчивостью к моноклональным антителам, нацеленным на EGFR». Рак Res. 69 (5): 1851–7. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-08-2466. PMID 19223544.
- Sur S, Pagliarini R, Bunz F и др. (Март 2009 г.). «Панель изогенных раковых клеток человека предлагает терапевтический подход к лечению рака с помощью инактивированного p53». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 106 (10): 3964–9. Bibcode:2009ПНАС..106.3964С. Дои:10.1073 / pnas.0813333106. ЧВК 2656188. PMID 19225112.
- Юн Дж., Раго С., Чеонг И. и др. (Сентябрь 2009 г.). «Депривация глюкозы способствует развитию мутаций пути KRAS в опухолевых клетках». Наука. 325 (5947): 1555–9. Bibcode:2009Научный ... 325.1555Y. Дои:10.1126 / science.1174229. ЧВК 2820374. PMID 19661383.
- Сарторе-Бьянки А., Ди Николантонио Ф., Ничелатти М. и др. (2009). «Мульти-детерминантный анализ молекулярных изменений для прогнозирования клинической пользы моноклональных антител, нацеленных на EGFR, при колоректальном раке». PLOS One. 4 (10): e7287. Дои:10.1371 / journal.pone.0007287. ЧВК 2750753. PMID 19806185.
- Эндогенная экспрессия онкогенной мутации PI3K приводит к активации передачи сигналов PI3K и плаката по инвазивному фенотипу, представленного на AACR / EORTC Molecular Targets and Cancer Therapeutics, Бостон, США, ноябрь 2009 г.
- Барделли А., Сиена С. (март 2010 г.). «Молекулярные механизмы устойчивости к цетуксимабу и панитумумабу при колоректальном раке». J. Clin. Онкол. 28 (7): 1254–61. Дои:10.1200 / JCO.2009.24.6116. PMID 20100961.
- Фаттах Ф., Ли Э. Х., Вайзенсель Н., Ван Й., Лихтер Н., Хендриксон Э. А. (февраль 2010 г.). «Ku регулирует выбор негомологичного пути соединения концов при репарации двухцепочечных разрывов ДНК в соматических клетках человека». PLOS Genet. 6 (2): e1000855. Дои:10.1371 / journal.pgen.1000855. ЧВК 2829059. PMID 20195511.
- Бурон Н., Порседду М., Брабант М. и др. (2010). «Использование митохондрий линий раковых клеток человека для изучения механизмов пептидов BH3 и ABT-737-индуцированной проницаемости митохондриальной мембраны». PLOS One. 5 (3): e9924. Дои:10.1371 / journal.pone.0009924. ЧВК 2847598. PMID 20360986.
- Эндогенная экспрессия онкогенной мутации PI3K приводит к накоплению антиапоптотических белков в митохондриях. Плакат, представленный на AACR 2010, Вашингтон, округ Колумбия, США, апрель. 2010 г.
- Использование изогенных клеточных линий «X-MAN» для определения профилей активности ингибитора PI3-киназы. Плакат, представленный на AACR 2010, Вашингтон, округ Колумбия, США, апрель. 2010 г.
- Использование мутанта PI3CA «X-MAN» увеличивает экспрессию отдельных изоформ тубулина и способствует устойчивости к антимитотическим химиотерапевтическим препаратам. Плакат, представленный на AACR 2010, Вашингтон, округ Колумбия, США, апрель. 2010 г.
- Ди Николантонио Ф., Арена С, Табернеро Дж. И др. (Август 2010 г.). «Дерегуляция сигнальных путей PI3K и KRAS в раковых клетках человека определяет их ответ на эверолимус». J. Clin. Вкладывать деньги. 120 (8): 2858–66. Дои:10.1172 / JCI37539. ЧВК 2912177. PMID 20664172.
- Ким Ю.Г., Ча Дж., Чандрасегаран С. (февраль 1996 г.). «Гибридные рестрикционные ферменты: слияния цинковых пальцев с доменом расщепления Fok I». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 93 (3): 1156–60. Bibcode:1996PNAS ... 93.1156K. Дои:10.1073 / пнас.93.3.1156. ЧВК 40048. PMID 8577732.
- Bitinaite J, Wah DA, Aggarwal AK, Schildkraut I (сентябрь 1998 г.). «Димеризация FokI необходима для расщепления ДНК». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 95 (18): 10570–5. Bibcode:1998PNAS ... 9510570B. Дои:10.1073 / пнас.95.18.10570. ЧВК 27935. PMID 9724744.
- Cathomen T, Joung JK (июль 2008 г.). «Нуклеазы цинковых пальцев: появляется следующее поколение». Мол. Ther. 16 (7): 1200–7. Дои:10.1038 / мт.2008.114. PMID 18545224.
- Pabo CO, Peisach E, Grant RA (2001). «Разработка и выбор новых белков цинкового пальца Cys2His2». Анну. Преподобный Biochem. 70: 313–40. Дои:10.1146 / annurev.biochem.70.1.313. PMID 11395410.
- Рамирес К.Л., Фоли Дж. Э., Райт Д.А. и др. (Май 2008 г.). «Неожиданная частота отказов для модульной сборки инженерных цинковых пальцев». Nat. Методы. 5 (5): 374–5. Дои:10.1038 / nmeth0508-374. PMID 18446154.
- Мэдер М.Л., Тибодо-Беганни С., Осиак А. и др. (Июль 2008 г.). «Быстрая» разработка с открытым исходным кодом индивидуальных нуклеаз типа «цинковые пальцы» для высокоэффективной модификации генов ». Мол. Клетка. 31 (2): 294–301. Дои:10.1016 / j.molcel.2008.06.016. ЧВК 2535758. PMID 18657511.
- Очиай Х., Фудзита К., Сузуки К. и др. (Август 2010 г.). «Направленный мутагенез в эмбрионе морского ежа с использованием нуклеаз цинкового пальца» (PDF). Гены Клетки. 15 (8): 875–85. Дои:10.1111 / j.1365-2443.2010.01425.x. PMID 20604805.
- Шукла В.К., Дойон Ю., Миллер Дж. С. и др. (Май 2009 г.). «Точная модификация генома сельскохозяйственных культур Zea mays с использованием нуклеаз типа« цинковые пальцы »». Природа. 459 (7245): 437–41. Bibcode:2009Натура.459..437S. Дои:10.1038 / природа07992. PMID 19404259.
- Эккер СК (2008). «Нокаутирующие удары на основе цинковых пальцев для генов рыбок данио». Данио. 5 (2): 121–3. Дои:10.1089 / зеб.2008.9988. ЧВК 2849655. PMID 18554175.
- Кэрролл Д. (ноябрь 2008 г.). «Успехи и перспективы: нуклеазы цинковых пальцев как средства генной терапии». Джин Тер. 15 (22): 1463–8. Дои:10.1038 / gt.2008.145. ЧВК 2747807. PMID 18784746.
- Geurts AM, Cost GJ, Freyvert Y, et al. (Июль 2009 г.). «Нокаут крысы с помощью микроинъекции эмбрионов нуклеаз цинкового пальца». Наука. 325 (5939): 433. Bibcode:2009Sci ... 325..433G. Дои:10.1126 / science.1172447. ЧВК 2831805. PMID 19628861.
- Дурай С., Мани М., Кандавелу К., Ву Дж., Портеус М. Х., Чандрасегаран С. (2005). «Нуклеазы цинковых пальцев: специально разработанные молекулярные ножницы для геномной инженерии клеток растений и млекопитающих». Нуклеиновые кислоты Res. 33 (18): 5978–90. Дои:10.1093 / нар / gki912. ЧВК 1270952. PMID 16251401.
- Ли Х. Дж., Ким Э, Ким Дж. С. (январь 2010 г.). «Направленные делеции хромосом в клетках человека с использованием нуклеаз цинкового пальца». Genome Res. 20 (1): 81–9. Дои:10.1101 / гр.099747.109. ЧВК 2798833. PMID 19952142.
- Кандавелу К., Чандрасегаран С. (2008). «Плазмиды для генной терапии». В Липпсе, Георге (ред.). Плазмиды: текущие исследования и будущие тенденции. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-35-6.
- Гупта А., Мэн Х, Чжу Л.Дж., Лоусон Н.Д., Вулф С.А. (январь 2011 г.). «Зависимые и независимые от белков цинкового пальца вклады в нецелевую активность нуклеаз цинкового пальца in vivo». Нуклеиновые кислоты Res. 39 (1): 381–92. Дои:10.1093 / nar / gkq787. ЧВК 3017618. PMID 20843781.
- Гризо С., Смит Дж., Дабусси Ф. и др. (Сентябрь 2009 г.). «Эффективное нацеливание гена SCID с помощью сконструированной одноцепочечной эндонуклеазы самонаведения». Нуклеиновые кислоты Res. 37 (16): 5405–19. Дои:10.1093 / нар / gkp548. ЧВК 2760784. PMID 19584299.
- Гао Х., Смит Дж., Ян М. и др. (Январь 2010 г.). «Наследственный целевой мутагенез кукурузы с использованием разработанной эндонуклеазы». Завод J. 61 (1): 176–87. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2009.04041.x. PMID 19811621.
- Кристиан М., Чермак Т., Дойл Э.Л. и др. (Октябрь 2010 г.). «Нацеливание на двухцепочечные разрывы ДНК с помощью эффекторных нуклеаз TAL». Генетика. 186 (2): 757–61. Дои:10.1534 / genetics.110.120717. ЧВК 2942870. PMID 20660643.
- Ли Т., Хуанг С., Цзян В.З. и др. (Январь 2011 г.). «Нуклеазы TAL (TALN): гибридные белки, состоящие из эффекторов TAL и домена расщепления ДНК FokI». Нуклеиновые кислоты Res. 39 (1): 359–72. Дои:10.1093 / nar / gkq704. ЧВК 3017587. PMID 20699274.
- Москоу MJ, Богданов AJ (декабрь 2009 г.). «Простой шифр управляет распознаванием ДНК эффекторами TAL». Наука. 326 (5959): 1501. Bibcode:2009Научный ... 326.1501M. Дои:10.1126 / science.1178817. PMID 19933106.
- Бох Дж., Шольце Х., Шорнак С. и др. (Декабрь 2009 г.). «Нарушение кода специфичности связывания ДНК эффекторов TAL-типа III». Наука. 326 (5959): 1509–12. Bibcode:2009Sci ... 326.1509B. Дои:10.1126 / science.1178811. PMID 19933107.
- Стоддард Б.Л. (2005). «Строение и функция самонаводящейся эндонуклеазы». Ежеквартальные обзоры биофизики. 38 (1): 49–95. Дои:10.1017 / S0033583505004063. PMID 16336743.
- Селигман Л.М., Чисхолм К.М., Шевалье Б.С. и др. (Сентябрь 2002 г.). «Мутации, изменяющие специфичность расщепления самонаводящейся эндонуклеазы». Нуклеиновые кислоты Res. 30 (17): 3870–9. Дои:10.1093 / nar / gkf495. ЧВК 137417. PMID 12202772.
- Сассман Д., Чадси М., Фаус С. и др. (Сентябрь 2004 г.). «Выделение и характеристика специфичности новых эндонуклеаз самонаведения в положениях отдельных сайтов-мишеней». J. Mol. Биол. 342 (1): 31–41. Дои:10.1016 / j.jmb.2004.07.031. PMID 15313605.
- Розен Л. Е., Моррисон Х. А., Масри С. и др. (2006). «Самонаводящиеся производные эндонуклеазы I-CreI с новой специфичностью ДНК-мишени». Нуклеиновые кислоты Res. 34 (17): 4791–800. Дои:10.1093 / нар / gkl645. ЧВК 1635285. PMID 16971456.
- Арноулд С., Чамес П., Перес С. и др. (Январь 2006 г.). «Разработка большого количества высокоспецифичных эндонуклеаз самонаведения, которые индуцируют рекомбинацию на новых мишенях ДНК». J. Mol. Биол. 355 (3): 443–58. Дои:10.1016 / j.jmb.2005.10.065. PMID 16310802.
- Смит Дж., Гризот С., Арноулд С. и др. (2006). «Комбинаторный подход к созданию эндонуклеаз искусственного самонаведения, расщепляющих выбранные последовательности». Нуклеиновые кислоты Res. 34 (22): e149. Дои:10.1093 / нар / gkl720. ЧВК 1702487. PMID 17130168.
- Chevalier BS, Kortemme T, Chadsey MS, Baker D, Monnat RJ, Stoddard BL (октябрь 2002 г.). «Дизайн, активность и структура высокоспецифической искусственной эндонуклеазы». Мол. Клетка. 10 (4): 895–905. Дои:10.1016 / S1097-2765 (02) 00690-1. PMID 12419232.
- Grizot S, Epinat JC, Thomas S, et al. (Апрель 2010 г.). «Создание модифицированных самонаводящихся эндонуклеаз, содержащих ДНК-связывающие домены, полученные из двух разных каркасов». Нуклеиновые кислоты Res. 38 (6): 2006–18. Дои:10.1093 / nar / gkp1171. ЧВК 2847234. PMID 20026587.
- ^ «Открытие горизонта - редактирование генов rAAV». Horizondiscovery.com. Получено 2017-07-10.
- ^ а б Сетлоу (2012). Генная инженерия: принципы и методы, том 26. Springer Science & Business Media. С. 145–187.
- ^ "PubMed Search". Получено 6 марта 2013.