Nkeji
1. Okwu Mmalite nke ọgụgụ isi Artificial na Molecular Biology and Genetics: Ọrụ, ókèala, nkwado, ụkpụrụ omume na nzuzo 2. Nyocha usoro DNA/RNA: Nhazi, Motif, Frame Reading Open na Basic Bioinformatics 3. Ntụgharị asụsụ dị iche iche: Ọrịa nje sitere na VCF, Nhọpụta HGVS, yana akara ACMG 4. Nhazi Protein na AlphaFold: Amụma Ọdịdị Ọgụgụ, akara ntụkwasị obi, na nkwado 5. Nkwado imewe CRISPR: Nhọrọ gRNA, Nwepu-Ezubere, yana Nnwale nnwale 6. Nyocha data Omics: RNA-seq, nkwupụta, ọnụ ọgụgụ na nkwalite ụzọ 7. Nyochaa akwụkwọ na ọdịde sayensị: Nnwale isi mmalite na ihe egwu dị n'okwu ụgha 8. Nkọwa ụlọ ọgwụ: mkpesa, nnabata ndị ọkachamara, nkwado na oke 9. Ịdọ aka ná ntị nke nhụsianya na nyocha: mkpụrụ ndụ ihe nketa mebere, usoro, ụdị dị iche iche, na njirimara. 10. Ụkpụrụ, Nzuzo na Nchedo Data: Ọrụ Pụrụ Iche nke Data Genetic 11. Ikpe ngwụcha ruo ngwụcha: Njem dị iche iche site na nchọpụta gaa na mkpesa ụlọ ọgwụ
Nkeji 5 / 11

Nkwado imewe CRISPR: Nhọrọ gRNA, Nwepu-Ezubere, yana Nnwale nnwale

Uru:

  • Ikike ịghọta echiche nke CRISPR, gRNA (nduzi RNA), PAM na mmetụta ndị na-apụ apụ ma nwee ọgụgụ isi na-emepụta ndepụta gRNA dị mma na koodu imewe.
  • Ikike iji nyochaa ndị chọrọ gRNA n'onwe nyere site na ọgụgụ isi ya na ngwa nyocha ndị ọkachamara na-apụ apụ na nhazi genome.
  • Ikike ịnakwere oke ụkpụrụ omume / biosafety yana na ekwesighi imejuputa ya na enweghị nkwenye ụlọ nyocha.

CRISPR-Cas9 (usoro nhazi mkpụrụ ndụ ihe nketa nke sitere na nje bacteria na-egbutu na dezie DNA n'ebe a na-achọsi ike) agbanweela usoro ihe ọmụmụ ihe omimi: ọ ga-ekwe omume ugbu a ịgbanwe kpọmkwem isi ihe na mkpụrụ ndụ ihe nketa. Mana ike a enweghị obi ebere megide mmejọ imewe: ntuziaka RNA ahọrọghị ezighi ezi (gRNA - usoro RNA dị mkpụmkpụ nke na-eduzi enzyme Cas na ebumnuche) nwere ike belata mkpụrụ ndụ na-ezighi ezi ma ọ bụ mee ka ebupụ ebumnuche na-atụghị anya ya. Na ngalaba a, ị ga-amụta ka esi eji ọgụgụ isi mmadụ (AI) dị ka onye inyeaka na imepụta CRISPR, imepụta atụmatụ, koodu ederede, na ịkọwa nhọrọ; mana ị ga-amụta ihe kpatara na ị ga-eji kwado nhọrọ gRNA na nyocha na-apụ apụ site na iji ngwaọrụ pụrụ iche na nnwale.

Ịdọ aka ná ntị dị mkpa: Ajụla AI ozugbo "nye m usoro gRNA maka mkpụrụ ndụ ihe nketa a" ma ejikwala usoro na-abata ka ọ dị. LLM nwere ike iwepụta gRNA na-adabaghị n'iwu PAM (n'okpuru) ma ọ bụ nke dabara n'ebe ọzọ na genome, ma ọ bụ ọbụna gRNA mebere kpamkpam. Ụzọ ziri ezi: Ịmepụta atụmatụ imewe ya na AI, na-emepụta ma na-enye ndị mmeri nwere ngwá ọrụ CRISPR pụrụ iche (dị ka CRISPOR, CHOPCHOP) na nyochaa ha na nnwale.

Echiche ndị bụ isi

  • Cas9: Enzyme (mkpụrụ ndụ molekụla) nke na-egbutu DNA. Ọ na-emepụta nkwụsịtụ eriri okpukpu abụọ ebe gRNA na-eduzi.
  • gRNA / sgRNA: Nduzi nke ihe dị ka nucleotides 20 dabara na DNA ebumnuche wee buru Cas9 ebe ahụ.
  • PAM (Protospacer n'akụkụ Motif): Usoro dị mkpirikpi nke ga-adị n'akụkụ ebumnuche maka Cas9 igbubi. Maka SpCas9 na-abụkarị "NGG" (N bụ ntọala ọ bụla).
  • Ịrụ ọrụ n'ebumnuche: ka gRNA si ebibie nke ọma na ebumnuche (jiri akara amụma tụọ).
  • Gbanyụọ-ezubere: gRNA na-ekekọta ma bepụ isi ihe ndị ọzọ na genome nke yiri ebumnuche; na-achọghị na dị ize ndụ.
  • HDR / NHEJ: Ụzọ nrụzi cell mgbe ebipụchara; NHEJ na-ahapụkarị obere indels, HDR na-eme mgbanwe ziri ezi na ndebiri.

Nzọụkwụ site na nzọụkwụ: AI-enyere aka CRISPR imewe

1. Kọwaa ebumnuche na ebumnuche. Kedu mkpụrụ ndụ ihe nketa, kedu exon, ụdị mgbanwe dị aṅaa (ịkụ aka ma ọ bụ mgbazi nkenke)? Chekwa ụdị genome na transcript.

2. Nweta usoro sitere na isi iyi a pụrụ ịdabere na ya. Budata usoro mpaghara ebumnuche site na Ensembl/NCBI; Emela ka AI buru ya n'isi.

3. Mepụta ndị na-aga gRNA nwere ngwá ọrụ omenala. Ngwa dị ka CRISPOR/CHOPCHOP na-elele PAM, na-enye akara n'ebumnuche wee chọọ ebumnuche genome-obosara. Jiri AI kọwaa mmepụta nke ngwaọrụ ndị a.

4. Wepụ ihe ize ndụ nke ebumnuche nke ọma. Wepụ ndị na-aga ime nwere akara dị elu na-enweghị isi; Jiri otutu ngwaọrụ kwado na ngwa dị oke egwu.

5. Mee atụmatụ nkwado nnwale. Gosipụta site na nnwale (usoro, T7E1, amplicon sequencing) ma gRNA ahọpụtara na-ebipụ ebumnuche (ma pụọ-iche). Akara nhazi bụ atụmatụ, ọ bụghị ihe akaebe.

Ndụmọdụ: Tupu iji onye ndoro-ndoro ochichi gRNA, BLAST usoro ya megide genome ka ịhụ ebe ọzọ na-abụghị ebumnuche ọ dabara kpọmkwem ma ọ bụ nso. Naanị nzọụkwụ a na-ewepụ ndị na-achọghị ibi ndụ dị ize ndụ n'oge.

Obere ikpe atọ

Ikpe 1 - gRNA na-enweghị PAM. Otu nwa akwụkwọ jụrụ AI maka gRNA maka mkpụrụ ndụ ihe nketa wee nata usoro ezi uche dị na ya nke 20 nucleotides. Agbanyeghị, ọ nweghị NGG PAM dị nso na ebumnuche; Ya mere Cas9 enweghị ike ibelata ebe ahụ. Mgbe nwa akwụkwọ ahụ banyere n'ógbè ahụ na CRISPOR, ọ hụrụ na ngwá ọrụ ahụ tụrụ aro ndị na-aga ime PAM. Ọ bụrụ na ejiri usoro AI mee ihe, nnwale ahụ ga-ada kpamkpam.

Ikpe 2 - Nzuzo na-apụ apụ. Otu onye nyocha nwere mmasị na gRNA “dị elu” nke AI tụrụ aro. Mgbe ọ gbara CRISPOR ka ọ lelee anya-ezubere, ọ chọpụtara na gRNA dakọtara naanị 1 isi ihe dị iche na mkpụrụ ndụ ihe nketa ọzọ - nnukwu ihe egwu na-apụ apụ. E wepụrụ onye ndoro-ndoro ochichi. Na-enweghị nyocha ọnụọgụ, enwere ike bepụ mkpụrụ ndụ ihe nketa achọghị.

Ikpe 3 - Nkwenye nwetara. Otu ụlọ nyocha mebere ndị chọrọ gRNA atọ wee nwalee ha n'ime mkpụrụ ndụ; Site n'usoro amplicon, ọ chọpụtara na ọ bụ naanị otu nwere ihe karịrị 60% edezi (indels), ebe ndị ọzọ nwere n'okpuru 5%. Ntụle imewe gosipụtara atọ niile dị ka "dị mma". Nnwale nnwale gosipụtara ọdịiche dị n'etiti amụma na eziokwu.

Ọmụmaatụ: njikwa PAM nke nwa akwukwo gRNA

mbubata re# Nweta usoro mpaghara ebumnuche sitere na Ensembl/NCBI; Emela ka AI buru ya n'isi. target = "GACGTTGCATCGATCCTAAGGCTTACGGTAGCTAGCTAGGCTAAGG"# 20 nt protospacer + NGG PAM search for SpCas9 (njedebe strand + strand) maka m na re.finditer(r"(?=([ACGT]{20}))([ACGT]GG))"rpe([ACGT]GG))"rpe(mpe) m.group(2) ebipụta (f"Ọnọdụ {m.start()+1}: gRNA={protospacer} PAM={pam}")

Nke a ga-edepụta naanị ndị nwere PAM bara uru; Mana a na-achọ ngwá ọrụ pụrụ iche maka ọrụ a na-atụ anya na n'èzí. Koodu a bụ ngwa nyocha izizi, ọ bụghị nhazi zuru oke.

Ndebiri anọ enwere ike iṅomi

1) Atụmatụ atụmatụ (na-emepụtaghị usoro):

Ọrụ gị: onye enyemaka imewe CRISPR. Mepụta atụmatụ imewe maka: [gene, exon, knockout/ precision correction, genome version, transcript].Olee ngwá ọrụ dị iche iche (CRISPOR/CHOPCHOP) nke nwere ntọala ndị m ga-eji mee ihe, nke na-agụta (na-ebumnuche, kwụsịrị-ezubere) ka m na-ele anya, gwa m nzọụkwụ site nzọụkwụ. Ịmepụta usoro gRNA SEN; M ga-esi na ụgbọ ala mepụta ya.

2) Ntụgharị uche na-adịghị:

Kọwaa otu m ga-esi agụ ogidi ndị na-apụ apụ na mmepụta CRISPOR: kedu ihe akara MIT, akara CFD, ọnụ ọgụgụ na-adaghị adaba pụtara, olee ebe m ga-ewepụ onye na-achọ akwụkwọ? Ọnụ ụzọ ahụ ọ dị iche na ngwa ụlọ ọgwụ na nyocha?

3) Atụmatụ nkwenye nnwale:

Kedu ka m ga-esi jiri nwalee na gRNA m họọrọ ma bebi na ebumnuche na ọ bụghị na-ezubere iche? T7E1, kọwapụta usoro nhazi na njikwa nhazi nke amplicon (miri) site na nzọụkwụ, gụnyere njikwa ndị a ga-etinye.

4) Koodu nnabata PAM/framework:

Dee koodu Python nke chọtara protospacers 20 nt niile maka SpCas9 (NGG PAM) na eriri abụọ ahụ n'usoro ebumnuche enyere. Kpesa ọnọdụ, eri na PAM maka onye ọ bụla. Ezipụta na nkọwa koodu na nke a bụ naanị mkpochapụ mbido yana na achọrọ ngwá ọrụ pụrụ iche maka mgbapụ.

Ngwa ngwa adịghị ike / Ike siri ike

Adịghị ike: "Nye m usoro CRISPR gRNA maka mkpụrụ ndụ MYC."

Nsogbu: Enweghị ụdị / transcript genome, enweghị PAM na njikwa anya, AI nwere ike inye usoro adịgboroja ma ọ bụ dị ize ndụ.

siri ike: "Nhazi usoro atụmatụ CRISPR maka GRCh38, MYC (exon 2) knockout; gwa m ngwá ọrụ ị ga-eji, nke ntọala, na ebe njedebe njedebe iji kpochapụ. M ga-emepụta usoro gRNA site na ngwá ọrụ ahụ; ị naghị emepụta ya. "

Ihe kpatara o ji dị ike: Okwu ahụ doro anya, a na-ahapụ imewe ya na ngwá ọrụ a kapịrị ọnụ, a na-edobe anya na nkwenye n'etiti.

Ogbo

Ọrụ AI

Nnwale amanyere iwu

Atụmatụ

Na-akwado atụmatụ na ngwaọrụ

Nyocha ndị ọkachamara

mmepụta gRNA

Okwu

CRISPOR/CHOPCHOP akara

njikwa PAM

na-ede koodu

Gbaa koodu ahụ wee gosi

Gbanyụọ-ezubere iche

na-ekwupụta akara

Ụgbọ ala pụrụ iche + BLAST

Mmechi

Okwu

Usoro nnwale

Mmejọ ndị nkịtị

  • Iji gRNA nke AI nyere ozugbo. Ọ nwere ike ịbụ enweghị PAM, enweghị ebumnuche ma ọ bụ adịgboroja.
  • Mwụpụ nyocha nke ebumnuche. Ihe kacha dị ize ndụ njehie; enwere ike bepụ mkpụrụ ndụ ihe nketa na-achọghị.
  • Na-emejọ akara nhazi maka ihe akaebe pụtara ìhè. Akara bụ amụma; a ga-enyocharịrị na cell.
  • Hapụ ụdịdị/ transcript genome enweghị nkọwa. Enwere ike gbado anya exon na-ezighi ezi.
  • Na-adabere n'otu ụgbọ ala. N'ime ngwa dị oke egwu, a chọrọ nkwenye na ọtụtụ ngwaọrụ.
Akpachara anya: Ndezi mkpụrụ ndụ ihe nketa maka ebumnuche mmadụ ma ọ bụ ụlọ ọgwụ bụ n'okpuru ụkpụrụ ụkpụrụ na iwu siri ike. Nkeji a bụ maka nyocha na imepụta agụmagụ; Mkpebi omume ụlọ ọgwụ chọrọ nnabata kọmitii ụkpụrụ omume, ndị otu ọkachamara na iwu. Amachibidoro edezi Germline (ketara) n'ọtụtụ mba.

Omimi: gụchaa akara ndị a na-atụghị anya ya na ọnụọgụgụ

Jiri akara abụọ tụọ ihe egwu na-adịghị anya, ọ bụghị okwu ndị na-edoghị anya dị ka "elu / ala." Akara MIT (0-100) na-achịkọta otu gRNA siri bụrụ genome-obosara; Akara dị elu (dịka 80+) pụtara obere ihe egwu a na-atụghị anya ya. Akara CFD (Cutting Frequency Determination, 0-1) na-atụle ihe gbasara nke puru omume nke n'ezie igbutu mpaghara nke ọ bụla n'otu n'otu; Ọbụna otu mpaghara na-apụ apụ n'elu 0.2 nwere ike iwepụ onye nyocha maka ngwa dị oke egwu. Mee ka ọgụgụ isi mmadụ kọwaa akara abụọ a, wee gụọ ụkpụrụ dị na ụgbọ ala na-arụpụta n'onwe gị.

Ihe atụ doro anya: otu na-ahọpụta n'etiti mmadụ abụọ ga-azọ ọkwa. Onye anamachọihe A nwere akara MIT nke 91 yana ebumnuche CFD kachasị elu bụ 0.05. Onye Candidate B nwere akara MIT nke 88 mana ọ nwere otu ebumnuche na exon nke mkpụrụ ndụ na-egbochi tumor nwere CFD nke 0.34. Ọ bụ ezie na ọnụọgụgụ n'ozuzu pụtara nso, ebe ihe a na-achọghị bụ (na-etinye mkpụrụ ndụ ihe nketa na-arụ ọrụ nke ọma) mere Candidate B enweghị anabata. Ọ dị mkpa iji nyochaa ihe a na-atụghị anya ya ọ bụghị naanị na ọnụọgụgụ kamakwa na mkpa ndu nke mkpụrụ ndụ ihe nketa ọ dabara na ya.

Isi ihe ọzọ: ọ dị ize ndụ karị maka mmekọ na-adịghị mma na mpaghara "mkpụrụ" dị nso na PAM karịa na mpaghara dị anya; Ọbụna 1-2 isi ihe dị iche na mpaghara mkpụrụ nwere ike ịkwụsị Cas9, ebe a na-anabata 3-4 isi ihe dịpụrụ adịpụ site na PAM. Ya mere, ọnọdụ ya dị mkpa dị ka ọnụọgụ nke ọdịiche.

Akara/nchịkwa

Disemba

Ikwu

Nkọwapụta MIT

0-100

Elu = obere ihe egwu a na-atụghị anya ya

CFD (nke na-adịghị echere)

0-1

N'elu 0.2 nwere ike ikpochapụ na ngwa dị oke egwu

Esemokwu ọnọdụ

mkpụrụ/imepu

Ebe mkpụrụ dị ize ndụ karịa

Na nchịkọta

  • AI na nhazi CRISPR; ọ bụ onye inyeaka na-eme atụmatụ, na-ede koodu, ma na-akọwa nhọrọ, ọ bụghị ngwá ọrụ nke "na-emepụta" gRNA.
  • A ga-eji ngwa pụrụ iche mepụta ndị ga-aga gRNA (CRISPOR/CHOPCHOP), yana PAM na ndị na-apụ apụ ga-ejikwa ọnụọgụgụ.
  • Akara nhazi bụ atụmatụ; Ekwesịrị ịnwapụta mmetụta na-ebumnuche na nke apụghị iche na nnwale (usoro nhazi).
  • Omume ụlọ ọgwụ na germline nọ n'okpuru oke ụkpụrụ omume/iwu.

Ọrụ ngwa

Budata mpaghara mkpụrụ ndụ ebumnuche ebumnuche sitere na Ensembl. Gbaa koodu nyocha tupu PAM n'elu wee depụta ndị protospacers ga-aga. Wee bupụ otu mpaghara ahụ na ngwá ọrụ dị ka CRISPOR wee nweta akara n'ihu na njedebe; Tulee ndị chọrọ koodu gị n'atụmatụ ngwaọrụ. Chọpụta onye ndoro-ndoro ochichi nwere ihe egwu kachasị elu ma dee n'otu ahịrịokwu ihe mere a ga-eji wepụ ya.

ndetu

  • [ ] Edoziri m ebumnuche site na mkpụrụ ndụ ihe nketa, exon, ụdị genome na transcript.
  • [] Enwetara m usoro ahụ site na isi iyi a pụrụ ịdabere na ya, emeghị m ka AI buru ya n'isi.
  • [] Ejiri m ngwá ọrụ omenala mepụta wee nweta akara gRNA.
  • Achọpụtara m ọnụnọ PAM na ihe ize ndụ apụghị iche.
  • [ ] Etinyere m atụmatụ nkwenye nnwale.
  • [] Amaara m oke ụkpụrụ omume/iwu wee hụ nkwenye ndị ọkachamara.
Nke gara aga Na-esote