Continuous Genetic Recording with Self-Targeting CRISPR-Cas in Human Cells
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The ability to longitudinally track and record molecular events in vivo would provide a unique opportunity to monitor signaling dynamics within cellular niches and to identify critical factors in orchestrating cellular behavior. We present a self-contained analog memory device that enables the recording of molecular stimuli in the form of DNA mutations in human cells. The memory unit consists of a self-targeting guide RNA (stgRNA) cassette that repeatedly directs Streptococcus pyogenes Cas9 nuclease activity towards the DNA that encodes the stgRNA, thereby enabling localized, continuous DNA mutagenesis as a function of stgRNA expression. We analyze the temporal sequence evolution dynamics of stgRNAs containing 20, 30 and 40 nucleotide SDSes (Specificity Determining Sequences) and create a population-based recording metric that conveys information about the duration and/or intensity of stgRNA activity. By expressing stgRNAs from engineered, inducible RNA polymerase (RNAP) III promoters, we demonstrate programmable and multiplexed memory storage in human cells triggered by doxycycline and isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG). Finally, we show that memory units encoded in human cells implanted in mice are able to record lipopolysaccharide (LPS)-induced acute inflammation over time. This tool, which we call Mammalian Synthetic Cellular Recorder Integrating Biological Events (mSCRIBE), provides a unique strategy for investigating cell biology in vivo and in situ and may drive further applications that leverage continuous evolution of targeted DNA sequences in mammalian cells. One Sentence Summary By designing self-targeting guide RNAs that repeatedly direct Cas9 nuclease activity towards their own DNA, we created multiplexed analog memory operators that can record biologically relevant information in vitro and in vivo , such as the magnitude and duration of exposure to TNAα.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».