塩基配列の特徴とDNA修復決定因子を用いたプライム編集の挿入効率の予測

プライム編集では、大多数の短い塩基配列を選択されたゲノム標的に正確に書き込むことができるが、どのような因子が挿入を支配しているかはいまだ明らかにされていない。我々は、さまざまな長さの3604の塩基配列からなるライブラリーを設計し、それらが3系統のヒト細胞株の4カ所のゲノム部位へ挿入される頻度を、さまざまなDNA修復環境で異なるプライムエディター系を用いて測定した。その結果、挿入塩基配列の長さ、ヌクレオチド組成、二次構造のいずれもが挿入率に影響することが明らかになった。また、3′フラップヌクレアーゼTREX1とTREX2が長い塩基配列の挿入を抑制することも分かった。塩基配列と修復の特徴を機械学習モデルに組み入れることで、任意の部位への挿入の相対的頻度をR = 0.70で予測することができた。最後に我々は、我々の正確な予測と使いやすいソフトウエアが、高効率で挿入される一般的な融合タグのコドンバリアントの選択を支援することを示し、100以上の有用な塩基配列に関して実験的に測定された挿入率のカタログを提供する。