CRISPRlnc: новый метод для дизайна специфичных к lncРНК sgRNA

Длинные некодирующие РНК (lncRNAs) — это транскрипты, не кодирующие белки. CRISPR/Cas9 — это перспективная технология редактирования генома, использующая направляющую РНК (sgRNA). Из-за значительных различий между lncRNAs и кодирующими белки генами необходим метод дизайна sgRNA, оптимизированный для lncRNAs.

Исследователи из Сишуанбаньнаского тропического ботанического сада (XTBG) Китайской академии наук (CAS) изучили применение технологии CRISPR/Cas9, в частности дизайн sgRNA для длинных некодирующих РНК (lncRNA).

Они оценили работу ряда известных инструментов для дизайна sgRNA на кодирующих и некодирующих наборах данных и проанализировали различия в специфичности sgRNA к lncRNA, включая последовательность нуклеиновых кислот, геномную локализацию и предпочтения механизма редактирования. Результаты опубликованы в Briefings in Bioinformatics.

Исследователи также представили алгоритм машинного обучения на основе метода опорных векторов (SVM) — CRISPRlnc. Он моделирует механизмы CRISPR-нокаута (CRISPRko) и CRISPR-ингибирования (CRISPRi) для предсказания активности нацеливания. CRISPRlnc объединяет дизайн парных sgRNA и анализ внецелевых эффектов для комплексного дизайна sgRNA CRISPR/Cas9 для некодирующих генов.

Сравнение работы CRISPRlnc с несколькими существующими методами на множестве наборов данных показало, что CRISPRlnc значительно превосходит существующие методы для дизайна специфичных к lncRNA sgRNA как для механизмов CRISPRko, так и CRISPRi.

«Мы предложили новый метод машинного обучения, CRISPRlnc, для дизайна специфичных к lncRNA sgRNA в системе CRISPR/Cas9. Сравнение производительности показывает, что CRISPRlnc намного превосходит существующие методы», — сказал Лю Чаннин из XTBG.

Для удобства использования CRISPRlnc исследователи разработали веб-сервер и выложили его для загрузки на GitHub. В инструмент интегрированы сервисы дизайна парных sgRNA и анализа риска внецелевых эффектов, а также предоставляется информация о валидности мишени, риске внецелевых эффектов и геномной локализации для помощи в выборе sgRNA.