王永明團(tuán)隊(duì)合作利用深度學(xué)習(xí)建立了最準(zhǔn)確的CRISPR gRNA效率預(yù)測(cè)工具
我院王永明課題組在Nature Communications上發(fā)表了題為“Optimized CRISPR guide RNA design for two high-fidelity Cas9 variants by deep learning”的文章。SpCas9是應(yīng)用最廣泛的CRISPR系統(tǒng)，但是它的特異性差，容易脫靶。為了克服此局限，科學(xué)家對(duì)它進(jìn)行了改造，發(fā)明了多個(gè)特異性高的Cas9，其中包括SpCas9-HF1和eSpCas9（1.1）。但是由于缺少gRNA設(shè)計(jì)工具，這些改進(jìn)的Cas9沒有得到廣泛應(yīng)用。
針對(duì)這一問題，王永明課題組對(duì)人全基因組8萬多個(gè)gRNA的效率進(jìn)行了高通量的測(cè)量，在此基礎(chǔ)上利用深度學(xué)習(xí)的方法建立了gRNA效率的預(yù)測(cè)模型，為它們的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外，研究人員還建立了針對(duì)SpCas9 gRNA設(shè)計(jì)的深度學(xué)習(xí)模型，與已有的模型相比，深度學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)效果更好。這些模型可以在網(wǎng)站上免費(fèi)使用（http://www.deephf.com）。
a. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。針對(duì)人基因組每個(gè)基因設(shè)計(jì)4個(gè)gRNA，用芯片合成gRNA極其靶序列，連接到慢病毒載體上，轉(zhuǎn)染到表達(dá)Cas9的細(xì)胞中進(jìn)行編輯。靶序列用PCR將擴(kuò)增出來深度測(cè)序；b. 預(yù)測(cè)模型示意圖。深度學(xué)習(xí)與4個(gè)生物學(xué)特征結(jié)合起來預(yù)測(cè)效果最好。
王大奇博士和張成東博士是論文的共同第一作者，復(fù)旦大學(xué)的王永明教授和北京安貞醫(yī)院的蘭峰教授是該論文的共同通訊作者。
全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-12281-8
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