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Expanding the genome editing toolbox by rational reprogramming of tyrosine recombinase DNA specificities

Projektbeschreibung

Etablierung von Tyrosin-Rekombinasen als fortgeschrittene Genomeditierungswerkzeuge

Um Sicherheit und Wirksamkeit zu gewährleisten, müssen Gentherapien häufig eine große therapeutische DNS-Fracht an präzisen genomischen Orten einbinden. In diesem Fall unterliegen DNS-Editoren wie die CRISPR-Technologie durch nukleasebasierte Mechanismen Einschränkungen und können große DNS-Einfügungen nicht angemessen handhaben. Tyrosin-Rekombinasen können hingegen große DNS-Abschnitte ohne nukleasebasierte Mechanismen umordnen. Jedoch gibt es gegenwärtig keine Lösung für eine rationale Umprogrammierung ihrer DNS-Spezifitäten zur Bindung nicht-nativer DNS-Ziele. Das Team des ERC-finanzierten Projekts EditYR zielt darauf ab, eine rational programmierbare Tyrosin-Rekombinase-Plattform zu schaffen, die eine effiziente Einbindung großer DNS-Fracht an präzisen genomischen Orten ermöglicht. Damit werden die Möglichkeiten des Rekombinase-Engineerings erweitert, wobei die jüngsten Fortschritte in der großmaßstäblichen DNS-Synthese und -Sequenzierung zusammen mit der Bioinformatik und dem Proteindesign ausgenutzt werden.

Ziel

Gene therapies aim to cure genetic diseases by modifying the DNA blueprint. An ideal gene therapy should be durable, safe, and efficient, which often requires integration of large therapeutic DNA cargo at precise genomic locations. Advanced DNA editors with programmable specificities, such as the CRISPR technology, are limited by the nuclease-based mechanism and poor efficiency of large DNA insertions. Increased efficiency, specificity and precision of large edits are required to address a broad therapeutic space.
Tyrosine recombinases (YRs) efficiently rearrange large DNA segments without the pitfalls of nuclease-based editors, but with an important caveat – rational reprogramming of their specificities for binding non-native DNA targets is an unsolved problem. EditYR ambitiously aims to develop a rationally programmable tyrosine recombinase platform for efficient integration of large DNA cargo into precise genomic locations. EditYR will expand recombinase engineering capabilities by exploiting the recent advances in large scale DNA synthesis and sequencing coupled with bioinformatics and innovative protein design. Objective 1 will engineer tyrosine recombinase DNA specificities and extract a comprehensive DNA recognition code. Objective 2 will modify their oligomerization properties to enable binding non-palindromic targets, allowing targeting any desired nucleotide sequence. Objective 3 will investigate requirements for irreversible recombination to maximize integration efficiencies and unlock the full therapeutic potential of these enzymes. Finally, Objective 4 will validate engineered enzymes by identification of targetable sequences in therapeutically relevant genomic regions and integration of therapeutic DNA cargo in various human cell types for different disease cases.EditYR will establish tyrosine recombinases as advanced tools for genome editing, creating a DNA editing technology that will elevate the capabilities of gene therapies to unprecedented levels

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

KEMIJSKI INSTITUT
Netto-EU-Beitrag
€ 1 599 500,00
Adresse
HAJDRIHOVA ULICA 19
1000 Ljubljana
Slowenien
Region
Slovenija Zahodna Slovenija Osrednjeslovenska
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 1 599 500,00

Begünstigte (1)