Genome editing using programmable endonucleases

Abstract

Programovatelné endonukleázy jsou proteiny schopné rozpoznat specifické sekvence nukleotidů a následně v rozpoznané sekvenci štěpit obě vlákna DNA. Zinc-finger nukleázy jsou široce využívaným nástrojem v genomové editaci, metodě zavádění změn do genomů buněčných liní nebo celých organismů za účelem studia funkce genů. Nedávno se objevily nové typy programovatelných endonukleáz v podobě transcription activator-like effector (TALE) nukleáz a CRISPR/Cas systému. Tyto systémy se od sebe liší z pohledu mechanizmu funkce, dostupnosti, selektivity, frekvence off- targetů a cytotoxicity. V této práci zinc-finger nukleázy, TALE nukleázy a CRISPR/Cas systém porovnáváme a zkoumáme jejich aktuální a možné budoucí využití v široké oblasti výzkumu, který sahá od vývoje geneticky modifikovaných organismů až po genovou terapii. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Programmable endonucleases are engineered proteins that recognize specific nucleotide sequences and that are capable of introducing double-strand breaks within these sequences. Zinc-finger nucleases have been used extensively as a tool in genome editing, the practice of introducing changes into genomes of cell lines or whole organisms as a way to study gene function. Recently, new types of programmable endonucleases have emerged in the form of transcription activator like effector (TALE) nucleases and the CRISPR/Cas system. The types differ in respect to their mechanism of function, accessibility, selectivity, frequency of off-target cleavage and cytotoxic effects. Here, we compare zinc-finger nucleases, TALENs and the CRISPR/Cas system and explore their current and possible future applications in a broad spectrum of research ranging from developing genetically modified organisms to gene therapy. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)