stringtranslate.com

Нуклеаза с цинковыми пальцами

Принципиальная схема ZFN

Нуклеазы с цинковыми пальцами ( ZFN ) — это искусственные рестрикционные ферменты , полученные путем слияния ДНК-связывающего домена с цинковыми пальцами и домена расщепления ДНК . Домены с цинковыми пальцами могут быть сконструированы для нацеливания на определенные желаемые последовательности ДНК , и это позволяет нуклеазам с цинковыми пальцами нацеливаться на уникальные последовательности в сложных геномах . Используя преимущества эндогенного механизма репарации ДНК, эти реагенты можно использовать для точного изменения геномов высших организмов. Наряду с CRISPR/Cas9 и TALEN , ZFN является выдающимся инструментом в области редактирования генома .

Первоначально он был создан исследователем Шринивасаном Чандрасегараном .

Домены

ДНК-связывающий домен

ДНК-связывающие домены отдельных ZFN обычно содержат от трех до шести индивидуальных повторов цинковых пальцев и могут распознавать от 9 до 18 пар оснований. Если домены цинковых пальцев идеально распознают последовательность ДНК из 3 пар оснований, они могут генерировать массив из 3 пальцев, который может распознавать целевой сайт из 9 пар оснований. Другие процедуры могут использовать модули из 1 или 2 пальцев для генерации массивов цинковых пальцев с шестью или более индивидуальными цинковыми пальцами. Главным недостатком этой процедуры является то, что специфичность отдельных цинковых пальцев может перекрываться и может зависеть от контекста окружающих цинковых пальцев и ДНК. Без методов, учитывающих эту «зависимость от контекста», стандартная процедура модульной сборки часто терпит неудачу. [1]

Многочисленные методы отбора использовались для создания массивов цинковых пальцев, способных нацеливаться на желаемые последовательности. Первоначальные усилия по отбору использовали фаговый дисплей для выбора белков, связывающих заданную целевую ДНК из большого пула частично рандомизированных массивов цинковых пальцев. Более поздние усилия использовали дрожжевые одногибридные системы, бактериальные одногибридные и двухгибридные системы и клетки млекопитающих. Новый перспективный метод отбора новых массивов цинковых пальцев использует бактериальную двухгибридную систему и был назван «OPEN» ее создателями. [2] Эта система объединяет предварительно отобранные пулы отдельных цинковых пальцев, каждый из которых был выбран для связывания заданного триплета, а затем использует второй раунд отбора для получения массивов из 3 пальцев, способных связывать желаемую последовательность из 9 пар оснований. Эта система была разработана консорциумом Zinc-Finger в качестве альтернативы коммерческим источникам сконструированных массивов цинковых пальцев.

(см.: Химера цинкового пальца для получения дополнительной информации о методах отбора цинкового пальца)

домен расщепления ДНК

Пара ZFN, каждая с тремя цинковыми пальцами, связывающимися с целевой ДНК, показана вводящей двухцепочечный разрыв в домене FokI, изображенном желтым цветом. Впоследствии двухцепочечный разрыв показан как восстанавливаемый либо посредством гомологически-направленного восстановления , либо негомологичного соединения концов . [3]

Неспецифический домен расщепления из эндонуклеазы рестрикции типа IIs FokI обычно используется в качестве домена расщепления в ZFN. [4] Этот домен расщепления должен димеризоваться для расщепления ДНК [5] , и поэтому для нацеливания на непалиндромные сайты ДНК требуется пара ZFN. Стандартные ZFN сливают домен расщепления с C-концом каждого домена цинкового пальца. Чтобы два домена расщепления димеризовались и расщепляли ДНК, два отдельных ZFN должны связывать противоположные нити ДНК своими C-концами на определенном расстоянии друг от друга. Наиболее часто используемые линкерные последовательности между доменом цинкового пальца и доменом расщепления требуют, чтобы 5'-край каждого сайта связывания был разделен на 5-7 п.н. [6]

Несколько различных методов белковой инженерии были использованы для улучшения как активности, так и специфичности домена нуклеазы, используемого в ZFN. Направленная эволюция была использована для создания варианта FokI с повышенной активностью расщепления, который авторы назвали «Sharkey». [7] Дизайн на основе структуры также использовался для улучшения специфичности расщепления FokI путем модификации интерфейса димеризации таким образом, чтобы активными были только предполагаемые гетеродимерные виды. [8] [9] [10] [11]

Приложения

Нуклеазы с цинковыми пальцами полезны для манипулирования геномами многих растений и животных, включая арабидопсис , [12] [13] табак , [14] [15] сою , [16] кукурузу , [17] Drosophila melanogaster , [18] C. elegans , [19] Platynereis dumerilii , [20] морского ежа , [21] шелкопряда , [22] данио-рерио , [23] лягушек , [24] мышей , [25] крыс , [26] кроликов , [27] свиней , [28] крупный рогатый скот , [29] и различные типы клеток млекопитающих. [30] Цинковые пальцеобразные нуклеазы также использовались в мышиной модели гемофилии [31] , а клиническое исследование показало, что человеческие Т-клетки CD4+ с геном CCR5 , разрушенным цинковыми пальцеобразными нуклеазами, безопасны в качестве потенциального лечения ВИЧ/СПИДа . [32] ZFN также используются для создания нового поколения моделей генетических заболеваний, называемых изогенными моделями заболеваний человека .

Отключение аллеля

ZFN могут использоваться для отключения доминантных мутаций у гетерозиготных особей путем создания двухцепочечных разрывов (DSB) в ДНК (см. Генетическая рекомбинация ) в мутантном аллеле, которые при отсутствии гомологичной матрицы будут восстановлены негомологичным соединением концов (NHEJ). NHEJ восстанавливает DSB, соединяя два конца вместе, и обычно не производит мутаций, при условии, что разрез чистый и несложный. Однако в некоторых случаях восстановление несовершенно, что приводит к удалению или вставке пар оснований, производя сдвиг рамки и предотвращая производство вредного белка. [33] Несколько пар ZFN также могут использоваться для полного удаления целых больших сегментов геномной последовательности. [34] Для мониторинга активности редактирования ПЦР целевой области амплифицирует оба аллеля, и если один из них содержит вставку, делецию или мутацию, это приводит к образованию гетеродуплексного одноцепочечного пузыря, который легко обнаруживается с помощью анализов расщепления. ZFN также использовались для модификации аллелей, вызывающих заболевания, при расстройствах триплетного повтора. Расширенные тракты повторов CAG/CTG являются генетической основой для более чем дюжины наследственных неврологических расстройств, включая болезнь Хантингтона, миотоническую дистрофию и несколько спиноцеребеллярных атаксий. Было показано на клетках человека, что ZFN могут направлять двухцепочечные разрывы (DSB) в повторы CAG и сокращать повтор с длинных патологических длин до коротких, менее токсичных длин. [35]

Недавно группа исследователей успешно применила технологию ZFN для генетической модификации гена пигмента gol и гена ntl в эмбрионе данио-рерио. Были разработаны определенные мотивы цинковых пальцев для распознавания различных последовательностей ДНК. Кодирующая ZFN мРНК была введена в одноклеточные эмбрионы, и высокий процент животных несли желаемые мутации и фенотипы. Их исследовательская работа продемонстрировала, что ZFN могут специфически и эффективно создавать наследуемые мутантные аллели в интересующих локусах зародышевой линии, а аллели, индуцированные ZFN, могут распространяться в последующих поколениях.

Аналогичные исследования использования ZFN для создания специфических мутаций в эмбрионе данио-рерио были проведены и другими исследовательскими группами. Ген kdr у данио-рерио кодирует рецептор фактора роста эндотелия сосудов-2. Мутагенные поражения в этом целевом участке были вызваны с помощью техники ZFN группой исследователей в США. Они предположили, что техника ZFN позволяет напрямую генерировать целевую аллельную серию мутантов; она не зависит от существования видоспецифичных линий эмбриональных стволовых клеток и применима к другим позвоночным, особенно к тем, чьи эмбрионы легкодоступны; наконец, также возможно достичь целевых knock-ins у данио-рерио, поэтому возможно создавать модели заболеваний человека, которые до сих пор были недоступны.

Редактирование аллелей

ZFN также используются для переписывания последовательности аллеля путем вызова механизма гомологичной рекомбинации (HR) для восстановления DSB с использованием предоставленного фрагмента ДНК в качестве шаблона. Механизм HR ищет гомологию между поврежденной хромосомой и внехромосомным фрагментом и копирует последовательность фрагмента между двумя разорванными концами хромосомы, независимо от того, содержит ли фрагмент исходную последовательность. Если субъект гомозиготен по целевому аллелю, эффективность метода снижается, поскольку неповрежденная копия аллеля может использоваться в качестве шаблона для восстановления вместо предоставленного фрагмента.

генная терапия

Успех генной терапии зависит от эффективной вставки терапевтических генов в соответствующий целевой участок хромосомы в пределах генома человека , не вызывая повреждения клеток, онкогенных мутаций или иммунного ответа . Конструкция плазмидных векторов проста и понятна. Специально разработанные ZFN, которые объединяют неспецифический домен расщепления (N) эндонуклеазы Fok I с белками цинковых пальцев (ZFP), предлагают общий способ доставки сайт-специфического DSB в геном и стимулируют локальную гомологичную рекомбинацию на несколько порядков величины. Это делает целевую коррекцию генов или редактирование генома жизнеспособным вариантом в клетках человека. Поскольку плазмиды, кодирующие ZFN, можно использовать для временной экспрессии ZFN для нацеливания DSB на определенный локус гена в клетках человека, они предлагают отличный способ целевой доставки терапевтических генов в предварительно выбранный участок хромосомы. Подход на основе плазмиды, кодирующей ZFN, имеет потенциал обойти все проблемы, связанные с вирусной доставкой терапевтических генов. [36] Первые терапевтические применения ZFN, вероятно, будут включать терапию ex vivo с использованием собственных стволовых клеток пациента. После редактирования генома стволовых клеток клетки могут быть расширены в культуре и повторно введены пациенту для получения дифференцированных клеток с исправленными функциями. Первоначальные цели, вероятно, включают причины моногенных заболеваний, такие как ген IL2Rγ и ген β-глобина для коррекции гена и ген CCR5 для мутагенеза и инвалидности. [33]

Возможные проблемы

Нецелевое расщепление

Если домены цинковых пальцев недостаточно специфичны для своего целевого сайта или они не нацелены на уникальный сайт в пределах интересующего генома, может произойти нецелевое расщепление. Такое нецелевое расщепление может привести к образованию достаточного количества двухцепочечных разрывов, чтобы подавить механизм восстановления и, как следствие, вызвать хромосомные перестройки и/или гибель клетки. События нецелевого расщепления также могут способствовать случайной интеграции донорской ДНК. [33] Было продемонстрировано два отдельных метода для уменьшения нецелевого расщепления для 3-пальцевых ZFN, которые нацелены на два соседних сайта из 9 пар оснований. [37] Другие группы используют ZFN с 4, 5 или 6 цинковыми пальцами, которые нацелены на более длинные и, предположительно, более редкие сайты, и такие ZFN теоретически могут давать меньшую нецелевую активность. Сравнение пары 3-пальцевых ZFN и пары 4-пальцевых ZFN выявило нецелевое расщепление в клетках человека в 31 локусе для 3-пальцевых ZFN и в 9 локусах для 4-пальцевых ZFN. [38] Полное секвенирование генома C. elegans, модифицированного парой 5-пальцевых ZFN, обнаружило только предполагаемую модификацию и делецию в сайте, «не связанном с сайтом ZFN», что указывает на то, что эта пара ZFN способна нацеливаться на уникальный сайт в геноме C. elegans . [19]

Иммуногенность

Как и в случае со многими чужеродными белками, введенными в организм человека, существует риск иммунологического ответа против терапевтического агента и клеток, в которых он активен. Однако, поскольку белок должен быть выражен только временно, время, в течение которого может развиться ответ, коротко. [33]

Лю и др. соответственно нацеливают ZFNickases на эндогенный локус b-казеина (CSN2), стимулируют добавление гена лизостафина и человеческого лизоцима путем гомологически направленной репарации и выводят секретируемый лизостафин у коров. [39] [40]

Перспективы

Возможность точной манипуляции геномами растений и животных имеет многочисленные приложения в фундаментальных исследованиях, сельском хозяйстве и терапии человека. Использование ZFN для модификации эндогенных генов традиционно было сложной задачей, в основном из-за проблемы создания доменов цинковых пальцев, нацеленных на желаемую последовательность с достаточной специфичностью. Улучшенные методы проектирования доменов цинковых пальцев и доступность ZFN от коммерческого поставщика теперь предоставляют эту технологию в руки все большего числа исследователей. Несколько групп также разрабатывают другие типы сконструированных нуклеаз, включая сконструированные хоуминг-эндонуклеазы [41] [42] и нуклеазы на основе сконструированных эффекторов TAL . [43] [44] Эффекторные нуклеазы TAL (TALEN) особенно интересны, поскольку эффекторы TAL, по-видимому, очень просты в разработке [45] [46], и TALEN можно использовать для нацеливания на эндогенные локусы в клетках человека. [47] Но до сих пор никто не сообщал об изоляции клонированных клеточных линий или трансгенных организмов с использованием таких реагентов. Один тип ZFN, известный как SB-728-T, был протестирован на потенциальное применение в лечении ВИЧ. [48]

Никазы цинк-пальцевые

Никазы с цинковыми пальцами (ZFNickases) создаются путем инактивации каталитической активности одного мономера ZFN в димере ZFN, необходимом для двухцепочечного расщепления. [49] ZFNickases демонстрируют специфическую для нитей активность in vitro и, таким образом, обеспечивают высокоспецифичные одноцепочечные разрывы в ДНК. [49] Эти SSB подвергаются тем же клеточным механизмам для ДНК, которые используют ZFN, но они показывают значительно сниженную частоту мутагенных репараций NHEJ в своем целевом месте разрыва. Это снижение обеспечивает смещение в пользу опосредованных HR модификаций генов. ZFNickases могут вызывать целевую HR в культивируемых клетках человека и скота, хотя и на более низких уровнях, чем соответствующие ZFN, из которых они были получены, поскольку разрывы можно восстанавливать без генетических изменений. [39] [50] Основным ограничением опосредованных ZFN модификаций генов является конкуренция между путями репарации NHEJ и HR. Независимо от наличия конструкции донора ДНК, оба механизма репарации могут быть активированы после DSB, вызванных ZFN. Таким образом, ZFNickases является первой правдоподобной попыткой разработки метода, благоприятствующего методу HR репарации ДНК в отличие от подверженного ошибкам репарации NHEJ. Уменьшая репарацию NHEJ, ZFNickases может тем самым уменьшить спектр нежелательных нецелевых изменений. Легкость, с которой ZFNickases могут быть получены из ZFN, обеспечивает прекрасную платформу для дальнейших исследований, касающихся оптимизации ZFNickases и возможного повышения их уровней целевого HR при сохранении их сниженной частоты NHEJ.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Ramirez CL, Foley JE, Wright DA и др. (май 2008 г.). «Неожиданные показатели отказов при модульной сборке инженерных цинковых пальцев». Nat. Methods . 5 (5): 374–375. doi :10.1038/nmeth0508-374. PMC 7880305.  PMID 18446154  .
  2. ^ Maeder ML, et al. (сентябрь 2008 г.). «Быстрая «открытая» инженерия индивидуальных цинковых пальцеобразных нуклеаз для высокоэффективной модификации генов». Mol. Cell . 31 (2): 294–301. doi :10.1016/j.molcel.2008.06.016. PMC 2535758 . PMID  18657511. 
  3. ^ Кэрролл Д. (2011). «Геномная инженерия с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами». Генетика . 188 (4): 773–782. doi :10.1534/genetics.111.131433. PMC 3176093. PMID  21828278 . 
  4. ^ Kim YG, Cha J, Chandrasegaran S (1996). «Гибридные рестриктазы: слияния цинковых пальцев с доменом расщепления Fok I». Proc Natl Acad Sci USA . 93 (3): 1156–1160. Bibcode : 1996PNAS...93.1156K. doi : 10.1073/pnas.93.3.1156 . PMC 40048. PMID  8577732 . 
  5. ^ Bitinaite J, Wah, DA, Aggarwal AK, Schildkraut I (1998). «Димеризация FokI необходима для расщепления ДНК». Proc Natl Acad Sci USA . 95 (18): 10570–10575. Bibcode : 1998PNAS ...9510570B. doi : 10.1073/pnas.95.18.10570 . PMC 27935. PMID  9724744. 
  6. ^ Cathomen T, Joung JK (июль 2008 г.). «Нуклеазы с цинковыми пальцами: появляется следующее поколение». Mol. Ther . 16 (7): 1200–1207. doi : 10.1038/mt.2008.114 . PMID  18545224.
  7. ^ Guo J, Gaj T, Barbas CF (2010). «Направленная эволюция улучшенного и высокоэффективного домена расщепления FokI для нуклеаз цинковых пальцев». Журнал молекулярной биологии . 400 (1): 96–107. doi :10.1016/j.jmb.2010.04.060. PMC 2885538. PMID 20447404  . 
  8. ^ Szczepek M, Brondani V, Büchel J, Serrano L, Segal DJ, Cathomen T (2007). «Структурная перестройка интерфейса димеризации снижает токсичность нуклеаз с цинковыми пальцами». Nature Biotechnology . 25 (7): 786–793. doi :10.1038/nbt1317. PMID  17603476. S2CID  22079561.
  9. ^ Miller JC, Holmes MC, Wang J, Guschin DY, Lee YL, Rupniewski I, Beausejour CM, Waite AJ, Wang NS, Kim KA, Gregory PD, Pabo CO, Rebar EJ (2007). «Улучшенная архитектура нуклеазы с цинковыми пальцами для высокоспецифичного редактирования генома». Nature Biotechnology . 25 (7): 778–785. doi :10.1038/nbt1319. PMID  17603475. S2CID  205273515.
  10. ^ Doyon Y, Vo TD, Mendel MC, Greenberg SG, Wang J, Xia DF, Miller JC, Urnov FD, Gregory PD, Holmes MC (2010). «Усиление активности цинковых пальцев нуклеазы с улучшенными облигатными гетеродимерными архитектурами». Nature Methods . 8 (1): 74–79. doi :10.1038/nmeth.1539. PMID  21131970. S2CID  14334237.
  11. ^ Ramalingam S, Kandavelou K, Rajenderan R, Chandrasegaran S (2011). «Создание разработанных цинк-пальцевых нуклеаз с минимальной цитотоксичностью». Журнал молекулярной биологии . 405 (3): 630–641. doi :10.1016/j.jmb.2010.10.043. PMC 3017627. PMID  21094162 . 
  12. ^ Zhang F, Maeder ML, Unger-Wallace E, Hoshaw JP, Reyon D, Christian M, Li X, Pierick CJ, Dobbs D, Peterson T, Joung JK, Voytas DF (2010). «Высокочастотный направленный мутагенез в Arabidopsis thaliana с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами». Труды Национальной академии наук . 107 (26): 12028–12033. Bibcode : 2010PNAS..10712028Z. doi : 10.1073 /pnas.0914991107 . PMC 2900673. PMID  20508152. 
  13. ^ Osakabe K, Osakabe Y, Toki S (2010). «Сайт-направленный мутагенез в Arabidopsis с использованием специально разработанных цинковых пальцеобразных нуклеаз». Труды Национальной академии наук . 107 (26): 12034–12039. Bibcode : 2010PNAS..10712034O. doi : 10.1073 /pnas.1000234107 . PMC 2900650. PMID  20508151. 
  14. ^ Cai CQ, Doyon Y, Ainley WM, Miller JC, Dekelver RC, Moehle EA, Rock JM, Lee YL, Garrison R, Schulenberg L, Blue R, Worden A, Baker L, Faraji F, Zhang L, Holmes MC, Rebar EJ, Collingwood TN, Rubin-Wilson B, Gregory PD, Urnov FD, Petolino JF (2008). «Целевая интеграция трансгена в растительные клетки с использованием разработанных нуклеаз с цинковыми пальцами». Plant Molecular Biology . 69 (6): 699–709. doi :10.1007/s11103-008-9449-7. ISSN  0167-4412. PMID  19112554. S2CID  6826269.
  15. ^ Townsend JA, Wright DA, Winfrey RJ, Fu F, Maeder ML, Joung JK, Voytas DF (2009). «Высокочастотная модификация генов растений с использованием сконструированных цинковых пальцеобразных нуклеаз». Nature . 459 (7245): 442–445. Bibcode :2009Natur.459..442T. doi :10.1038/nature07845. PMC 2743854 . PMID  19404258. 
  16. ^ Curtin SJ, Zhang F, Sander JD, Haun WJ, Starker C, Baltes NJ, Reyon D, Dahlborg EJ, Goodwin MJ, Coffman AP, Dobbs D, Joung JK, Voytas DF, Stupar RM (2011). «Целевой мутагенез дублированных генов в сое с помощью нуклеаз с цинковыми пальцами». Физиология растений . 156 (2): 466–473. doi :10.1104/pp.111.172981. PMC 3177250. PMID 21464476  . 
  17. ^ Шукла В.К., Дойон И., Миллер Дж.К. и др. (май 2009 г.). «Точная модификация генома у сельскохозяйственных культур вида Zea mays с использованием цинковых пальчиковых нуклеаз». Nature . 459 (7245): 437–441. Bibcode :2009Natur.459..437S. doi :10.1038/nature07992. PMID  19404259. S2CID  4323298.
  18. ^ Бибикова М., Беумер К., Траутман Дж., Кэрролл Д. (2003). «Улучшение нацеливания генов с помощью разработанных цинковых пальцеобразных нуклеаз». Science . 300 (5620): 764. doi :10.1126/science.1079512. PMID  12730594. S2CID  42087531.
  19. ^ ab Wood AJ, Lo TW, Zeitler B, Pickle CS, Ralston EJ, Lee AH, Amora R, Miller JC, Leung E, Meng X, Zhang L, Rebar EJ, Gregory PD, Urnov FD, Meyer BJ (2011). "Целевое редактирование генома у разных видов с использованием ZFN и TALEN". Science . 333 (6040): 307. Bibcode :2011Sci...333..307W. doi :10.1126/science.1207773. PMC 3489282 . PMID  21700836. 
  20. ^ Гуманн М., Цзя Х., Рандель Н., Верасто С., Безарес-Кальдерон Л.А., Михильс Н.К., Йокояма С., Жекели Г (август 2015 г.). «Спектральная настройка фототаксиса го-опсином в рабдомерных глазах Platynereis». Современная биология . 25 (17): 2265–2271. Бибкод : 2015CBio...25.2265G. дои : 10.1016/j.cub.2015.07.017 . ПМИД  26255845.
  21. ^ Ochiai H, Fujita K, Suzuki KI, Nishikawa M, Shibata T, Sakamoto N, Yamamoto T (2010). «Целевой мутагенез в эмбрионе морского ежа с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами». Genes to Cells . 15 (8): 875–885. doi : 10.1111/j.1365-2443.2010.01425.x . PMID  20604805.
  22. ^ Takasu Y, Kobayashi I, Beumer K, Uchino K, Sezutsu H, Sajwan S, Carroll D, Tamura T, Zurovec M (2010). «Целевой мутагенез у шелкопряда Bombyx mori с использованием инъекции мРНК нуклеазы цинкового пальца». Биохимия насекомых и молекулярная биология . 40 (10): 759–765. doi :10.1016/j.ibmb.2010.07.012. PMID  20692340.
  23. ^ Ekker SC (2008). «Нокаутирующие удары на основе цинковых пальцев для генов данио-рерио». Zebrafish . 5 (2): 1121–1123. doi :10.1089/zeb.2008.9988. PMC 2849655 . PMID  18554175. 
  24. ^ Young JJ, Cherone JM, Doyon Y, Ankoudinova I, Faraji FM, Lee AH, Ngo C, Guschin DY, Paschon DE, Miller JC, Zhang L, Rebar EJ, Gregory PD, Urnov FD, Harland RM, Zeitler B (2011). «Эффективное целенаправленное нарушение генов в соме и зародышевой линии лягушки Xenopus tropicalis с использованием сконструированных цинковых пальцеобразных нуклеаз». Труды Национальной академии наук . 108 (17): 7052–7057. Bibcode : 2011PNAS..108.7052Y. doi : 10.1073/pnas.1102030108 . PMC 3084115. PMID  21471457 . 
  25. ^ Голдберг А.Д., Банашински Л.А., Но К.М., Льюис П.В., Эльзессер С.Дж., Стадлер С., Дьюэлл С., Лоу М, Го X, Ли X, Вэнь Д., Чапгиер А., Декелвер Р.К., Миллер Дж.К., Ли Ю.Л., Бойдстон Э.А., Холмс MC, Грегори П.Д., Грили Дж.М., Рафий С., Ян С., Скамблер П.Дж., Гаррик Д., Гиббонс Р.Дж., Хиггс Д.Р., Кристеа И.М., Урнов Ф.Д., Чжэн Д., Эллис КД (2010). «Различные факторы контролируют локализацию варианта гистона H3.3 в определенных участках генома». Клетка . 140 (5): 678–691. doi :10.1016/j.cell.2010.01.003. ПМЦ 2885838 . PMID  20211137. 
  26. ^ Geurts AM, Cost GJ, Freyvert Y, Zeitler B, Miller JC, Choi VM, Jenkins SS, Wood A, Cui X, Meng X, Vincent A, Lam S, Michalkiewicz M, Schilling R, Foeckler J, Kalloway S, Weiler H, Menoret S, Anegon I, Davis GD, Zhang L, Rebar EJ, Gregory PD, Urnov FD, Jacob HJ, Buelow R (2009). "Knockout Rats via Embryo Microinjection of Zinc-Finger Nucleases". Science . 325 (5939): 433. Bibcode :2009Sci...325..433G. doi :10.1126/science.1172447. PMC 2831805 . PMID  19628861. 
  27. ^ Flisikowska T, Thorey IS, Offner S, Ros F, Lifke V, Zeitler B, Rottmann O, Vincent A, Zhang L, Jenkins S, Niersbach H, Kind AJ, Gregory PD, Schnieke AE, Platzer J (2011). Milstone DS (ред.). "Эффективное нарушение гена иммуноглобулина и целевая замена у кролика с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами". PLOS ONE . 6 (6): e21045. Bibcode : 2011PLoSO...621045F. doi : 10.1371/journal.pone.0021045 . PMC 3113902. PMID  21695153 . 
  28. ^ Hauschild J, Petersen B, Santiago Y, Queisser AL, Carnwath JW, Lucas-Hahn A, Zhang L, Meng X, Gregory PD, Schwinzer R, Cost GJ, Niemann H (2011). «Эффективное создание биаллельного нокаута у свиней с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами». Труды Национальной академии наук . 108 (29): 12013–12017. Bibcode : 2011PNAS..10812013H. doi : 10.1073/pnas.1106422108 . PMC 3141985. PMID  21730124 . 
  29. ^ Yu S, Luo J, Song Z, Ding F, Dai Y, Li N (2011). «Высокоэффективная модификация гена бета-лактоглобулина (BLG) с помощью нуклеаз с цинковыми пальцами у крупного рогатого скота». Cell Research . 21 (11): 1638–1640. doi :10.1038/cr.2011.153. PMC 3364726 . PMID  21912434. 
  30. ^ Кэрролл Д. (2008). «Нуклеазы с цинковыми пальцами как агенты генной терапии». Генная терапия . 15 (22): 1463–1468. doi :10.1038/gt.2008.145. PMC 2747807. PMID 18784746  . 
  31. ^ Li H, Haurigot V, Doyon Y, Li T, Wong SY, Bhagwat AS, Malani N, Anguela XM, Sharma R, Ivanciu L, Murphy SL, Finn JD, Khazi FR, Zhou S, Paschon DE, Rebar EJ, Bushman FD, Gregory PD, Holmes MC, High KA (2011). «Редактирование генома in vivo восстанавливает гемостаз в мышиной модели гемофилии». Nature . 475 (7355): 217–221. doi :10.1038/nature10177. PMC 3152293 . PMID  21706032. 
  32. ^ Tebas P, Stein D, Tang WV, Frank I, Wang S, Lee G, Spratt SK, Surosky RT, Giedlin M, Nichol G, Holmes MC, Gregory PD, Ando DG, Kalos M, Collman RG, Binder-Scholl G, Plesa G, Hwang WT, Levine B, June CH (6 марта 2014 г.). «Редактирование генов CCR5 в аутологичных Т-клетках CD4 у лиц, инфицированных ВИЧ». New England Journal of Medicine . 370 (10): 901–910. doi :10.1056/NEJMoa1300662. PMC 4084652. PMID  24597865 . 
  33. ^ abcd Durai S, Mani M, Kandavelou K, Wu J, Porteus MH, Chandrasegaran S (2005). «Нуклеазы с цинковыми пальцами: специально разработанные молекулярные ножницы для генной инженерии клеток растений и млекопитающих». Nucleic Acids Res . 33 (18): 5978–5990. doi :10.1093/nar/gki912. PMC 1270952. PMID  16251401 . 
  34. ^ Lee HJ, Kim E, Kim JS (декабрь 2009 г.). «Целевые хромосомные делеции в клетках человека с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами». Genome Res . 20 (1): 81–89. doi :10.1101/gr.099747.109. PMC 2798833. PMID  19952142 . 
  35. ^ Mittelman D, Moye C, Morton J, Sykoudis K, Lin Y, Carroll D, Wilson JH (16 июня 2009 г.). «Цинковые пальцы, направленные на двухцепочечные разрывы в тракте повторов CAG, способствуют нестабильности повторов в клетках человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (24): 9607–9612. Bibcode : 2009PNAS..106.9607M. doi : 10.1073/pnas.0902420106 . PMC 2701052. PMID  19482946 . 
  36. ^ Kandavelou K, Chandrasegaran S (2008). "Плазмиды для генной терапии". Плазмиды: текущие исследования и будущие тенденции . Норфолк: Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-35-6.
  37. ^ Gupta A, Meng X, Zhu LJ, Lawson ND, Wolfe SA (сентябрь 2010 г.). «Зависимый и независимый от белка цинкового пальца вклад в in vivo нецелевую активность нуклеаз цинкового пальца». Nucleic Acids Res . 39 (1): 381–392. doi :10.1093/nar/gkq787. PMC 3017618. PMID  20843781 . 
  38. ^ Паттанаяк В., Рамирес КЛ., Йонг Дж. К., Лю Д. Р. (2011). «Выявление специфичности расщепления вне мишени нуклеазами цинковых пальцев с помощью отбора in vitro». Nature Methods . 8 (9): 765–770. doi :10.1038/nmeth.1670. PMC 3164905. PMID  21822273 . 
  39. ^ ab Liu X, Wang YS, Guo WJ, Chang BH, Liu J, Guo ZK, Quan FS, Zhang Y (2013). "Вставка гена лизостафина в локус бета-казеина у клонированных коров, опосредованная цинковым пальцем никазы". Nature Communications . 4 : 2565. Bibcode : 2013NatCo...4.2565L. doi : 10.1038/ncomms3565. PMC 3826644. PMID  24121612 . 
  40. ^ Liu X, Wang Y, Tian Y, Yu Y, Gao M, Hu G, Su F, Pan S, Luo Y, Guo Z, Quan F, Zhang Y (2014). "Создание устойчивости к маститу у коров путем нацеливания гена лизоцима человека на локус -казеина с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами". Труды Королевского общества B: Биологические науки . 281 (1780): 20133368. doi :10.1098/rspb.2013.3368. PMC 4027401. PMID  24552841 . 
  41. ^ Grizot S, Smith J, Daboussi F, et al. (сентябрь 2009 г.). «Эффективное нацеливание гена SCID с помощью сконструированной одноцепочечной самонаводящейся эндонуклеазы». Nucleic Acids Res . 37 (16): 5405–5419. doi :10.1093/nar/gkp548. PMC 2760784. PMID  19584299 . 
  42. ^ Gao H, Smith J, Yang M, Jones S, Djukanovic V, Nicholson MG, West A, Bidney D, Falco SC, Jantz D, Lyznik LA (2010). «Наследуемый целевой мутагенез в кукурузе с использованием разработанной эндонуклеазы». The Plant Journal . 61 (1): 176–187. doi :10.1111/j.1365-313X.2009.04041.x. PMID  19811621.
  43. ^ Christian M, Cermak T, Doyle EL и др. (Июль 2010 г.). «Нацеливание на двухцепочечные разрывы ДНК с помощью эффекторных нуклеаз TAL». Genetics . 186 (2): 757–761. doi :10.1534/genetics.110.120717. PMC 2942870 . PMID  20660643. 
  44. ^ Li T, Huang S, Jiang WZ и др. (август 2010 г.). «TAL нуклеазы (TALN): гибридные белки, состоящие из эффекторов TAL и домена расщепления ДНК FokI». Nucleic Acids Res . 39 (1): 359–372. doi :10.1093/nar/gkq704. PMC 3017587. PMID 20699274  . 
  45. ^ Moscou MJ, Bogdanove AJ (декабрь 2009 г.). «Простой шифр управляет распознаванием ДНК эффекторами TAL». Science . 326 (5959): 1501. Bibcode :2009Sci...326.1501M. doi :10.1126/science.1178817. PMID  19933106. S2CID  6648530.
  46. ^ Boch J, Scholze H, Schornack S, Hahn S, Kay S, Lahaye T, Nickstadt A, Bonas U (декабрь 2009 г.). «Нарушение кода специфичности связывания ДНК эффекторов TAL-типа III». Science . 326 (5959): 1509–1512. Bibcode :2009Sci...326.1509B. doi :10.1126/science.1178811. PMID  19933107. S2CID  206522347.
  47. ^ Miller JC, Tan S, Qiao G, Barlow KA, Wang J, Xia DF, Meng X, Paschon DE, Leung E, Hinkley SJ, Dulay GP, Hua KL, Ankoudinova I, Cost GJ, Urnov FD, Zhang HS, Holmes MC, Zhang L, Gregory PD, Rebar EJ (2010). "Архитектура нуклеазы TALE для эффективного редактирования генома". Nature Biotechnology . 29 (2): 143–148. doi :10.1038/nbt.1755. PMID  21179091. S2CID  53549397.
  48. ^ Wade N (28 декабря 2009 г.). «Цинковые пальцы могут стать ключом к возрождению генной терапии». The New York Times . Получено 31 мая 2016 г.
  49. ^ ab Ramirez CL, Certo MT, Mussolino C, Goodwin MJ, Cradick TJ, McCaffrey AP, Cathomen T, Scharenberg AM, Joung JK (2012). «Сконструированные цинковые пальчиковые никазы вызывают гомологически-направленную репарацию с уменьшенными мутагенными эффектами». Nucleic Acids Research . 40 (7): 5560–5568. doi :10.1093/nar/gks179. PMC 3384306. PMID  22373919 . 
  50. ^ Wang J, Friedman G, Doyon Y, Wang NS, Li CJ, Miller JC, Hua KL, Yan JE, Babiarz PD, Gregory PD, Holmes MC (2012). «Целевое добавление гена в заданный сайт в геноме человека с использованием фермента никинга на основе ZFN». Genome Research . 22 (4): 1316–1326. doi :10.1101/gr.122879.111. PMC 3396372 . PMID  22434427. 

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки