迈向非编码基因组的高效扰动方法

《Nature Communications》：Towards efficient perturbation for the noncoding genome

　　

摘要

解析非编码基因组的功能仍是一项技术上的挑战，该基因组包含重要的cis调控元件以及可转录的非编码RNA基因。在此，我们通过大规模并行遗传筛选方法，系统地评估了五种具有代表性的功能丧失干扰工具的性能，这些工具包括利用单引导RNA（gRNA）介导的SpCas9切割或CRISPR干扰技术，以及使用成对gRNA的双SpCas9、Big Papi（成对SpCas9与SaCas9组合）或双enAsCas12a片段删除技术，以探究非编码基因组的功能。在针对增强子等cis调控元件的研究中，双SpCas9技术因能更高效地破坏功能性基因组区域而优于其他方法。而对于非编码RNA基因的干扰，除了双SpCas9外，还建议使用RNA干扰等其他RNA靶向技术，以便区分那些依赖转录或独立于转录的功能。我们还构建了一个名为DeepDC的深度学习模型及其配套网络服务器，用于辅助设计最优的双SpCas9成对gRNA序列，从而高效删除特定的基因组片段。总体而言，我们的研究为选择合适的功能丧失干扰工具、解析非编码基因组的复杂功能提供了实用指导。