Las herramientas de diseño de CRISPR-Cas son plataformas de software informático y herramientas bioinformáticas que se utilizan para facilitar el diseño de ARN guía (ARNg) para su uso con el sistema de edición de genes CRISPR / Cas.
CRISPR-Cas
El sistema CRISPR / Cas (repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas / nucleasas asociadas a CRISPR) se descubrió originalmente como un mecanismo de respuesta inmune adquirida utilizado por archaea y bacterias. Desde entonces ha sido adoptado para uso como herramienta en la ingeniería genética de organismos más altos.
El diseño de un ARNg apropiado es un elemento importante de la edición de genoma con el sistema CRISPR / Cas. Un ARNg puede tener interacciones no deseadas ("fuera de los objetivos") con otras ubicaciones en el genoma de interés, y a veces las tiene. Para un ARNg candidato dado, estas herramientas producen su lista de posibles objetivos no deseados en el genoma, lo que permite al diseñador evaluar su idoneidad antes de embarcarse en experimentos.
Los científicos también han comenzado a explorar la mecánica del sistema CRISPR / Cas y cuales factores determinan qué tan bueno o activo es un ARNg para dirigir la nucleasa Cas a una ubicación específica del genoma de interés.[1][2] Como resultado de este trabajo, se han publicado nuevos métodos para evaluar un gRNA por su 'actividad', y ahora es una buena práctica considerar tanto las interacciones no deseadas de un gRNA como la actividad prevista de un gRNA en la etapa de diseño.
Tabla
La siguiente tabla enumera las herramientas disponibles y sus atributos.
| Nombre de la herramienta | Proveedor | Busca objetivos en todo el genoma | Devuelve todos los objetivos del genoma | Se puede definir la extensión y la ubicación de la semilla | Número máximo de desajustes admitidos | Predice la actividad de gRNA | Secuencias de motivo adyacente Protospacer (PAM) disponibles | anotación es sugerida | sugerencia de ARNg o puntuación | Referencias |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Invitrogen TrueDesign Genome Editor | Thermo Fisher Scientific | Sí | Sí | No | 3 | No | NGG | Sí | Sí | [3] |
| Breaking-Cas | Spanish National Center for Biotechnology | Sí (over 1000 genomes) | Sí | Sí (by weights) | 4 | No | User customizable | Sí | Sí | [4] |
| Cas-OFFinder | Seoul National University | Sí | Sí | No | 0-10 | No | NGG, NRG, NNAGAAW, NNNNGMTT | No | Sí | [5] |
| CASTING | Caagle | Sí | Sí | No | 3 | No | NGG and NAG | No | Sí | [6] |
| CRISPy | Technical University of Denmark | Sí | Sí | No | All | No | NGG | Sí | Sí | [7] |
| CCTop | University of Heidelberg | Sí | Sí | Partial | 5 (0-5) | Sí | NGG, NRG, NNGRRT, NNNNGATT, NNAGAAW, NAAAAC | Sí | Sí | [8] |
| CHOPCHOP | Harvard University | Sí | Sí | Partial | 0, 2 | No | NGG, NNAGAA, NNNNGANN | No | Sí | [9] |
| CHOPCHOP v2 | University of Bergen | Sí | Sí | Sí | 3 (0-3) | Sí | User customizable | Sí | Sí | [10] |
| CRISPOR | University of California, Santa Cruz TEFOR | Sí (over 200 genomes) | Sí | No | 4 | Sí | NGG, NGA, NGCG, NNAGAA, NGGNG, NNGRRT, NNNRRT, NNNNGMTT, NNNNACA, TTTN | Sí | Sí | [11] |
| CRISPR Design | Zhang Lab, MIT | Sí | No | No | 4 | No | NGG and NAG | mRNA exons | Sí | [12] |
| CRISPRdirect | Database Center for Life Science (DBCLS) | Sí (over 200 species) | Sí | No | Any number | No | NNN | Sí | Sí | [13] |
| CRISPRscan | Giraldez Lab, Yale | Sí | Sí | No | 4 | Sí | NGG, TTTV, TTTN | Sí | Sí | [14] |
| CRISPRseek | Bioconductor | Sí | Sí | No | Any number | No | User customizable | mRNA exons | Sí | [15] |
| DESKGEN | Desktop Genetics | Sí | Sí | Sí | Any number | Sí | Fully user customizable | Sí | Sí | [16] |
| GuideScan | GuideScan | Sí | Sí | Sí | 3 on website and customizable with command line | Sí | NGG/NAG on website and customizable with command line | Sí | Sí | [17] |
| GT-Scan | CSIRO | Sí | Sí | Sí | 3 (0-3) | No | User customizable | Links to Ensembl genome browser | Sí | [18] |
| Off-Spotter | Thomas Jefferson University | Sí | Sí | Sí | 0-5 | NGG, NAG, NNNNACA, NNGRRT (R is A or G) | mRNA exons, unspliced mRNA, mRNA, 5'UTR, CDS, 3'UTR, unspliced lincRNA, lincRNA | User customizable | [19] | |
| sgRNA Designer | Broad Institute | No | No | No | 0 | Sí | NGG | CDS (if searching by transcript ID) | Sí | [1] |
| Synthego Design Tool | Synthego | Sí (over 120,000 genomes) | No (Optimized for Knockout) | Sí | 3 | Sí | NGG | Sí (RefSeq, Ensembl, Gencode) | Sí | |
| TUSCAN | CSIRO | No | No | No | 0 | Sí | NGG | No | Sí | [20] |
| VARSCOT | CSIRO | Sí | Sí | No | 0-8 | Sí | User customizable | No | Sí | [21] |
| CRISPR Targeted Gene Designer | Horizon Discovery | Sí, múltiple | Sí | Sí | 4 | Sí | NGG, NNGRRT, YTTV, other | Sí | Sí | (21) |
Véase también
Referencias
- ↑ a b «Rational design of highly active sgRNAs for CRISPR-Cas9-mediated gene inactivation». Nature Biotechnology 32 (12): 1262-7. December 2014. PMC 4262738. PMID 25184501. doi:10.1038/nbt.3026.
- ↑ «Unraveling CRISPR-Cas9 genome engineering parameters via a library-on-library approach». Nature Methods 12 (9): 823-6. September 2015. PMC 5292764. PMID 26167643. doi:10.1038/nmeth.3473.
- ↑ Liang, Xiquan; Potter, Jason; Kumar, Shantanu; Ravinder, Namritha; Chesnut, Jonathan D. (10 de enero de 2017). «Enhanced CRISPR/Cas9-mediated precise genome editing by improved design and delivery of gRNA, Cas9 nuclease, and donor DNA». Journal of Biotechnology (en inglés) 241: 136-146. ISSN 0168-1656. doi:10.1016/j.jbiotec.2016.11.011.
- ↑ «Breaking-Cas-interactive design of guide RNAs for CRISPR-Cas experiments for ENSEMBL genomes». Nucleic Acids Research 44 (W1): W267-71. July 2016. PMC 4987939. PMID 27166368. doi:10.1093/nar/gkw407.
- ↑ «Cas-OFFinder: a fast and versatile algorithm that searches for potential off-target sites of Cas9 RNA-guided endonucleases». Bioinformatics 30 (10): 1473-5. May 2014. PMC 4016707. PMID 24463181. doi:10.1093/bioinformatics/btu048.
- ↑ «Genome engineering in the yeast pathogen Candida glabrata using the CRISPR-Cas9 system». Scientific Reports 6: 35766. October 2016. Bibcode:2016NatSR...635766E. PMC 5073330. PMID 27767081. doi:10.1038/srep35766.
- ↑ «Accelerating genome editing in CHO cells using CRISPR Cas9 and CRISPy». Biotechnology and Bioengineering 111 (8): 1604-1616. August 2014. PMC 4312910. PMID 24827782. doi:10.1002/bit.25233.
- ↑ «CCTop: An Intuitive, Flexible and Reliable CRISPR/Cas9 Target Prediction Tool». PLOS ONE 10 (4): e0124633. 2015. Bibcode:2015PLoSO..1024633S. PMC 4409221. PMID 25909470. doi:10.1371/journal.pone.0124633.
- ↑ «CHOPCHOP: a CRISPR/Cas9 and TALEN web tool for genome editing». Nucleic Acids Research 42 (Web Server issue): W401-7. July 2014. PMC 4086086. PMID 24861617. doi:10.1093/nar/gku410.
- ↑ «CHOPCHOP v2: a web tool for the next generation of CRISPR genome engineering». Nucleic Acids Research 44 (W1): W272-6. July 2016. PMC 4987937. PMID 27185894. doi:10.1093/nar/gkw398.
- ↑ «Evaluation of off-target and on-target scoring algorithms and integration into the guide RNA selection tool CRISPOR». Genome Biology 17 (1): 148. July 2016. PMC 4934014. PMID 27380939. doi:10.1186/s13059-016-1012-2.
- ↑ «DNA targeting specificity of RNA-guided Cas9 nucleases». Nature Biotechnology 31 (9): 827-32. September 2013. PMC 3969858. PMID 23873081. doi:10.1038/nbt.2647.
- ↑ «CRISPRdirect: software for designing CRISPR/Cas guide RNA with reduced off-target sites». Bioinformatics 31 (7): 1120-3. April 2015. PMC 4382898. PMID 25414360. doi:10.1093/bioinformatics/btu743.
- ↑ «CRISPRscan: designing highly efficient sgRNAs for CRISPR-Cas9 targeting in vivo». Nature Methods 12 (10): 982-8. October 2015. PMC 4589495. PMID 26322839. doi:10.1038/nmeth.3543.
- ↑ «CRISPRseek: a bioconductor package to identify target-specific guide RNAs for CRISPR-Cas9 genome-editing systems». PLOS ONE 9 (9): e108424. 2014. Bibcode:2014PLoSO...9j8424Z. PMC 4172692. PMID 25247697. doi:10.1371/journal.pone.0108424.
- ↑ «Desktop Genetics Announces the Launch of DeskGen Gene Editing Platform». 2015.
- ↑ «GuideScan software for improved single and paired CRISPR guide RNA design». Nature Biotechnology 35 (4): 347-349. April 2017. PMC 5607865. PMID 28263296. doi:10.1038/nbt.3804.
- ↑ «GT-Scan: identifying unique genomic targets». Bioinformatics 30 (18): 2673-5. September 2014. PMC 4155256. PMID 24860161. doi:10.1093/bioinformatics/btu354.
- ↑ «"Off-Spotter": very fast and exhaustive enumeration of genomic lookalikes for designing CRISPR/Cas guide RNAs». Biology Direct 10 (1): 4. January 2015. PMC 4326336. PMID 25630343. doi:10.1186/s13062-015-0035-z.
- ↑ «High Activity Target-Site Identification Using Phenotypic Independent CRISPR-Cas9 Core Functionality». The CRISPR Journal 1 (2): 182-190. April 2018. PMID 31021206. doi:10.1089/crispr.2017.0021.
- ↑ «VARSCOT: variant-aware detection and scoring enables sensitive and personalized off-target detection for CRISPR-Cas9». BMC Biotechnology 19 (1): 40. June 2019. PMC 6598273. PMID 31248401. doi:10.1186/s12896-019-0535-5.