Некоторые новшества в CRISPR/Cas геномном редактировании и в смежных областях
14.01.2020
Авторы:
Название:
Некоторые новшества в CRISPR/Cas геномном редактировании и в смежных областях
Страницы:
315-343
Проводимые исследования, так или иначе связанные с CRISPR/Cas-локусами, настолько разнообразны, что все что вокруг них делается впору называть «Мир CRISPR/Cas» или даже «Вселенной CRISPR/Cas», и это не будет преувеличением. В данном обзоре затронута лишь небольшая их часть с акцентом на растительные организмы. При этом кратко описаны различные методологические новшества как разных этапов геномного редактирования и его различных вариантов в виде нокаутного редактирования (KO), нокин-редактирования (KI), редактирования отдельных азотистых оснований в составе ДНК (ABE и CBE) и РНК (RBE), прайм-редактирования (PE), так и использования CRISPR/Cas-систем для других целей, включая высокочувствительную детекцию специфичных фрагментов нуклеиновых кислот, как при помощи методов амплификации, так и без оных.
- 1. Анисимов В.А., Гарафутдинов Р.Р., Сагитов А.М., Сахабутдинова А.Р., Хуснутдинова Э.К., Аминев Ф.Г., Чемерис А.В. ДНК-криминалистика – зарождение, современность и перспективы // Биомика. 2019. Т.11(3). С. 282-314. DOI:10.31301/2221-6197.bmcs.2019-26 2. Баймиев Ан.Х., Чемерис Д.А., Кирьянова О.Ю., Матниязов Р.Т., Валеев А.Ш., Баймиев Ал.Х., Губайдуллин И.М., Чемерис А.В. Биоинформатические ресурсы для in silico поиска CRISPR локусов в геномах прокариот // Биомика. 2017. Т.9. С.229-244. 3. Гарафутдинов Р.Р., Баймиев Ан.Х., Малеев Г.В., Алексеев Я.И., Зубов В.В., Чемерис Д.А., Кирьянова О.Ю., Губайдуллин И.М., Матниязов Р.Т., Сахабутдинова А.Р., Никоноров Ю.М., Кулуев Б.Р., Баймиев Ал.Х., Чемерис А.В. Разнообразие праймеров для ПЦР и принципы их подбора // Биомика. 2019. Т.11(1). С. 23 – 70. DOI:10.31301/2221-6197.bmcs.2019-04 4. Геращенков Г.А, Рожнова Н.А, Кулуев Б.Р., Кирьянова О.Ю., Гумерова Г.Р., Князев А.В., Вершинина З.Р., Михайлова Е.В., Чемерис Д.А., Матниязов Р.Т., Баймиев Ан.Х., Губайдуллин И.М., Баймиев Ал.Х., Чемерис А.В. Дизайн РНК-гидов для CRISPR/CAS редактирования геномов растений // Молекулярная биология. 2020. Т.54(1). С. 29-50. DOI:10.1134/S0026898420010061 5. Злобин Н.Е., Лебедева М.В., Таранов В.В., Харченко П.Н., Бабаков А.В. Редактирование генома растений путем направленной замены азотистых оснований (Обзор). // Биотехнология. 2018. Т.34(6). С. 59-68. 6. Короткова А.М., Герасимова С.В., Шумный В.К., Хлесткина Е.К. Гены сельскохозяйственных растений, модифицированные с помощью системы CRISPR/Cas // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. С. 250–258. doi:10.18699/VJ17.244 7. Кулуев Б.Р., Баймиев Ан.Х., Чемерис Д.А., Матниязов Р.Т., Геращенков Г.А., Никоноров Ю.М., Баймиев Ал.Х., Чемерис А.В. Применение CRISPR-локусов не для редактирования геномов // Биомика. 2017. Т.9. С.271-283. 8. Кулуев Б.Р., Геращенков Г.А., Рожнова Н.А., Баймиев Ан.Х., Вершинина З.Р., Князев А.В., Матниязов Р.Т., Гумерова Г.Р., Михайлова Е.В., Никоноров Ю.М., Чемерис Д.А., Баймиев Ал.Х., Чемерис А.В. CRISPR/Cas редактирование геномов растений // Биомика. 2017a. Т.9. С.155-182. 9. Кулуев Б.Р., Гумерова Г.Р., Михайлова Е.В., Геращенков Г.А., Рожнова Н.А., Вершинина З.Р., Князев А.В., Матниязов Р.Т., Баймиев Ан.Х., Баймиев Ал.Х., Чемерис А.В. Доставка CRISPR/CAS-компонентов в клетки высших растений для редактирования их геномов. // Физиология растений. 2019. Т.66(5). С.339-353. DOI:10.1134/S0015330319050117 10. Ломов Н. А., Вьюшков В.С., Петренко А.П., Сыркин М.С., Рубцов М.А. Методы оценки эффективности работы систем CRISPR/Cas при геномном редактировании. // Молекулярная биология. 2019. Т.53(6). С. 982-997. doi:10.1134/S0026898419060119 11. Мирошниченко Д.Н., Шульга О.А., Тимербаев В.Р., Долгов С.В. Достижения, проблемы и перспективы получения нетрансгенных растений с отредактированным геномом. // Биотехнология. 2019. Т.35(1). С. 3-26. DOI:10.21519/0234-2758-2019-35-1-3-26 12. Сахабутдинова А.Р., Михайленко К.И., Гарафутдинов Р.Р., Кирьянова О.Ю., Сагитова М.А., Сагитов А.М., Чемерис А.В. Небиологическое применение молекул ДНК // Биомика. 2019. Т.11(3). С. 344-377. DOI: 10.31301/2221-6197.bmcs.2019-28 13. Тихонова Н.Г., Хлесткина Е.К. Генетическое редактирование для улучшения плодовых и ягодных культур. // Садоводство и виноградарство. 2019. №4. С. 10-15. DOI:10.31676/0235-2591-2019-4-10-15 14. Хлесткина Е.К. Геномное редактирование риса при использовании системы CRISPR. // Биотехнология и селекция растений. 2019. Т.2(1). С. 49-54. doi:10.30901/2658-6266-2019-1-49-54 15. Хромов А.В., Махотенко А.В., Снигирь Е.В., Макарова С.С., Макаров В.В., Супурнова Т.П., Калинина Н.О., Тальянский М.Э. Доставка рибонуклеопротеидного комплекса CRISPR/Cas9 в клетки апикальной меристемы для бесплазмидного редактирования генома картофеля Solanum tuberosum. // Биотехнология. 2018. Т. 34(6). 51-58. DOI:10.21519/0234-2758-2018-34-6-51-58 16. Чемерис А.В. CRISPR/Cas системы (специальный тематический выпуск журнала) // Биомика. 2017. Т.9(3). С. 148-154. 17. Чемерис А.В., Рожнова Н.А., Геращенков Г.А. Некоторые недавние улучшения методов геномного редактирования // Известия Уфимского научного центра РАН. 2018. №3(5). С. 86–93. 18. Чемерис Д.А., Кирьянова О.Ю., Губайдуллин И.М., Чемерис А.В. Дизайн праймеров для полимеразной цепной реакции (краткий обзор компьютерных программ и баз данных) // Биомика. 2016. Т. 8. № 3. С. 215-238. 19. Чемерис Д.А., Кирьянова О.Ю., Геращенков Г.А., Кулуев Б.Р., Рожнова Н.А., Матниязов Р.Т., Баймиев Ан.Х., Баймиев Ал.Х., Губайдуллин И.М., Чемерис А.В. Биоинформатические ресурсы для CRISPR/Cas редактирования геномов // Биомика. 2017. Т.9. С.203-228. 20. Чемерис Д.А., Сагитов АМ., Аминев Ф.Г., Луценко В.И., Гарафутдинов Р.Р., Сахабутдинова А.Р., Василов Р.Г., Алексеев Я.И., Сломинский П.А., Хуснутдинова Э.К., Чемерис А.В. Эволюция подходов к ДНК-идентификации личности // Биомика. 2018. Т.10(1). С.85-140. DOI:10.31301/2221-6197.bmcs.2018-16 21. Abudayyeh OO, Gootenberg JS, Franklin B, Koob J, Kellner MJ, Ladha A, Joung J, Kirchgatterer P, Cox DBT, Zhang F. A cytosine deaminase for programmable single-base RNA editing. // Science. 2019. V.365(6451). P.382-386. doi:10.1126/science.aax7063 22. Abudayyeh OO, Gootenberg JS, Kellner MJ, Zhang F. Nucleic Acid Detection of Plant Genes Using CRISPR-Cas13. // CRISPR J. 2019a. V.2. P.165-171. doi:10.1089/crispr.2019.0011 23. Ahmad N, Rahman MU, Mukhtar Z, Zafar Y, Zhang B. A critical look on CRISPR-based genome editing in plants. // J Cell Physiol. 2020. V.235(2). P.666-682. doi:10.1002/jcp.29052 24. Alkhnbashi OS, Meier T, Mitrofanov A, Backofen R, Voß B. CRISPR-Cas bioinformatics. // Methods. 2019. pii: S1046-2023(18)30471-7. doi:10.1016/j.ymeth.2019.07.013 25. Anzalone AV, Randolph PB, Davis JR, Sousa AA, Koblan LW, Levy JM, Chen PJ, Wilson C, Newby GA, Raguram A, Liu DR. Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA. // Nature. 2019. V.576(7785).P.149-157. doi:10.1038/s41586-019-1711-4 26. Bondy-Denomy J, Pawluk A, Maxwell KL, Davidson AR. Bacteriophage genes that inactivate the CRISPR/Cas bacterial immune system. // Nature. 2013. V.493(7432). P.429-432. doi:10.1038/nature11723 27. Bradford J, Perrin D. A benchmark of computational CRISPR-Cas9 guide design methods. // PLoS Comput Biol. 2019. V.15(8):e1007274. doi:10.1371/journal.pcbi.1007274 28. Bubeck F, Hoffmann MD, Harteveld Z, Aschenbrenner S, Bietz A, Waldhauer MC, Börner K, Fakhiri J, Schmelas C, Dietz L, Grimm D, Correia BE, Eils R, Niopek D. Engineered anti-CRISPR proteins for optogenetic control of CRISPR-Cas9. // Nat Methods. 2018. V.15(11). P.924-927. doi:10.1038/s41592-018-0178-9 29. Cancellieri S, Canver MC, Bombieri N, Giugno R, Pinello L. CRISPRitz: rapid, high-throughput, and variant-aware in silico off-target site identification for CRISPR genome editing. // Bioinformatics. 2019. pii: btz867. doi:10.1093/bioinformatics/btz867 30. Chen CL, Rodiger J, Chung V, Viswanatha R, Mohr SE, Hu Y, Perrimon N. SNP-CRISPR: A Web Tool for SNP-Specific Genome Editing. // G3 (Bethesda). 2019. pii: g3.400904.2019. doi:10.1534/g3.119.400904 31. Chen JS, Ma E, Harrington LB, Da Costa M, Tian X, Palefsky JM, Doudna JA. CRISPR-Cas12a target binding unleashes indiscriminate single-stranded DNase activity. // Science. 2018. V.360(6387). P.436-439. doi:10.1126/science.aar6245 32. Chen S, Chen Y, Sun F, Waterman MS, Zhang X. A new statistic for efficient detection of repetitive sequences. // Bioinformatics. 2019. V.35(22). P.4596-4606. doi:10.1093/bioinformatics/btz262 33. Chen W, Zhang H, Zhang Y, Wang Y, Gan J, Ji Q. Molecular basis for the PAM expansion and fidelity enhancement of an evolved Cas9 nuclease. PLoS Biol. 2019. V.17(10):e3000496. doi:10.1371/journal.pbio.3000496 34. Cheng TL, Li S, Yuan B, Wang X, Zhou W, Qiu Z. Expanding C-T base editing toolkit with diversified cytidine deaminases. // Nat Commun. 2019. V. 10(1):3612. doi:10.1038/s41467-019-11562-6 35. Chuai G.H., Wang Q.L., Liu Q. In silico meets in vivo: Towards computational CRISPR-based sgRNA design // Trends Biotechnol. 2017. V.35. P.12-21. doi:10.1016/j.tibtech.2016.06.008 36. Couvin D, Bernheim A, Toffano-Nioche C, Touchon M, Michalik J, Néron B, Rocha EPC, Vergnaud G, Gautheret D, Pourcel C. CRISPRCasFinder, an update of CRISRFinder, includes a portable version, enhanced performance and integrates search for Cas proteins. // Nucleic Acids Res. 2018. V.46(W1):W246-W251. doi:10.1093/nar/gky425 37. Cox DBT, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Franklin B, Kellner MJ, Joung J, Zhang F. RNA editing with CRISPR-Cas13. // Science. 2017. V.358(6366). P.1019-1027. doi:10.1126/science.aaq0180 38. Cui Y., Xu J., Cheng M., Liao X., Peng S. Review of CRISPR/Cas9 sgRNA design tools // Interdiscip. Sci. 2018. V.10(2). P.455-465. doi:10.1007/s12539-018-0298-z 39. Demirci Y., Zhang B., Unver T. CRISPR/Cas9: An RNA-guided highly precise synthetic tool for plant genome editing // J. Cell Physiol. 2018. V.233(3). P.1844-1859. doi:10.1002/jcp.25970 40. Dion MB, Labrie SJ, Shah SA, Moineau S. CRISPRStudio: A User-Friendly Software for Rapid CRISPR Array Visualization. // Viruses. 2018. V.10(11). pii: E602. doi:10.3390/v10110602 41. Dong C, Zeng Z, Pu DK, Wen QF, Liu S, Du MZ, Sun Y, Gao YZ, Rao N, Huang J, Guo FB. CasLocusAnno: a web-based server for annotating cas loci and their corresponding (sub)types. // FEBS Lett. 2019. V.593(18). P.2646-2654. doi:10.1002/1873-3468.13519 42. Eid A, Alshareef S, Mahfouz MM. CRISPR base editors: genome editing without double-stranded breaks. // Biochem J. 2018. V.475(11). P.1955-1964. doi:10.1042/BCJ20170793 43. Filippova J, Matveeva A, Zhuravlev E, Stepanov G. Guide RNA modification as a way to improve CRISPR/Cas9-based genome-editing systems // Biochimie. 2019. V.167. P.49-60. doi:10.1016/j.biochi.2019.09.003 44. Gaudelli NM, Komor AC, Rees HA, Packer MS, Badran AH, Bryson DI, Liu DR. Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage. // Nature. 2017. V.551(7681). P.464-471. doi:10.1038/nature24644 45. Giesselmann P, Brändl B, Raimondeau E, Bowen R, Rohrandt C, Tandon R, Kretzmer H, Assum G, Galonska C, Siebert R, Ammerpohl O, Heron A, Schneider SA, Ladewig J, Koch P, Schuldt BM, Graham JE, Meissner A, Müller FJ. Analysis of short tandem repeat expansions and their methylation state with nanopore sequencing. // Nat Biotechnol. 2019. V.37(12). P.1478-1481. doi:10.1038/s41587-019-0293-x 46. Gionfriddo M, De Gara L, Loreto F. Directed Evolution of Plant Processes: Towards a Green (r)Evolution? // Trends Plant Sci. 2019. V.24(11). P.999-1007. doi:10.1016/j.tplants.2019.08.004 47. Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Kellner MJ, Joung J, Collins JJ, Zhang F. Multiplexed and portable nucleic acid detection platform with Cas13, Cas12a, and Csm6. // Science. 2018. V.360(6387). P.439-444. doi:10.1126/science.aaq0179 48. Gootenberg J.S., Abudayyeh O.O., Lee J.W., Essletzbichler P., Dy A.J., Joung J., Verdine V., Donghia N., Daringer N.M., Freije C.A., Myhrvold C., Bhattacharyya R.P., Livny J., Regev A., Koonin E.V., Hung D.T., Sabeti P.C., Collins J.J., Zhang F. Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2 // Science. 2017. V. 356. P. 438-442. doi:10.1126/science.aam9321 49. Hajian R, Balderston S, Tran T, deBoer T, Etienne J, Sandhu M, Wauford NA, Chung JY, Nokes J, Athaiya M, Paredes J, Peytavi R, Goldsmith B, Murthy N, Conboy IM, Aran K. Detection of unamplified target genes via CRISPR-Cas9 immobilized on a graphene field-effect transistor. // Nat Biomed Eng. 2019. V.3(6). P.427-437. doi:10.1038/s41551-019-0371-x 50. Harrington LB, Burstein D, Chen JS, Paez-Espino D, Ma E, Witte IP, Cofsky JC, Kyrpides NC, Banfield JF, Doudna JA. Programmed DNA destruction by miniature CRISPR-Cas14 enzymes. // Science. 2018. V.362(6416). P.839-842. doi:10.1126/science.aav4294 51. Hu J, Jiang M, Liu R, Lv Y. Label-Free CRISPR/Cas9 Assay for Site-Specific Nucleic Acid Detection. // Anal Chem. 2019. V.91(16). P.10870-10878. doi:10.1021/acs.analchem.9b02641 52. Huang TP, Zhao KT, Miller SM, Gaudelli NM, Oakes BL, Fellmann C, Savage DF, Liu DR. Circularly permuted and PAM-modified Cas9 variants broaden the targeting scope of base editors. // Nat Biotechnol. 2019. V.37(6). P.626-631. doi:10.1038/s41587-019-0134-y 53. Hwang S, Maxwell KL. Meet the Anti-CRISPRs: Widespread Protein Inhibitors of CRISPR-Cas Systems. // CRISPR J. 2019. V.2(1). P.23-30. doi:10.1089/crispr.2018.0052 54. Jakimo N, Chatterjee P, Jacobson JM. Chimeric CRISPR guides enhance Cas9 target specificity. // bioRxiv. June 08, 2017. doi:10.1101/147686 55. Jacquin ALS, Odom DT, Lukk M. Crisflash: open-source software to generate CRISPR guide RNAs against genomes annotated with individual variation. // Bioinformatics. 2019. V.35(17). P.3146-3147. doi:10.1093/bioinformatics/btz019 56. Kartje ZJ, Barkau CL, Rohilla KJ, Ageely EA, Gagnon KT. Chimeric Guides Probe and Enhance Cas9 Biochemical Activity. // Biochemistry. 2018. V.57(21). P.3027-3031. doi:10.1021/acs.biochem.8b00107 57. Keough KC, Lyalina S, Olvera MP, Whalen S, Conklin BR, Pollard KS. AlleleAnalyzer: a tool for personalized and allele-specific sgRNA design. // Genome Biol. 2019. V.20(1):167. doi:10.1186/s13059-019-1783-3 58. Kim HY, Kang SJ, Jeon Y, An J, Park J, Lee HJ, Jang JE, Ahn J, Bang D, Chung HS, Jeong C, Ahn DR. Chimeric crRNAs with 19 DNA residues in the guide region show the retained DNA cleavage activity of Cas9 with potential to improve the specificity. // Chem Commun (Camb). 2019. V.55(24). P.3552-3555. doi:10.1039/c8cc08468h 59. Kleinstiver BP, Sousa AA, Walton RT, Tak YE, Hsu JY, Clement K, Welch MM, Horng JE, Malagon-Lopez J, Scarfò I, Maus MV, Pinello L, Aryee MJ, Joung JK. Engineered CRISPR-Cas12a variants with increased activities and improved targeting ranges for gene, epigenetic and base editing. // Nat Biotechnol. 2019. V.37(3). P.276-282. doi:10.1038/s41587-018-0011-0 60. Komor AC, Kim YB, Packer MS, Zuris JA, Liu DR. Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage. // Nature. 2016. V.533(7603). P.420-424. doi:10.1038/nature17946 61. Korotkova A.M., Gerasimova S.V., Khlestkina E.K. Current achievements in modifying crop genes using CRISPR/Cas system. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019. Т. 23(1). С. 29-37. doi:10.18699/VJ19.458 62. Kuno A, Mizuno S, Takahashi S. KOnezumi: a web application for automating gene disruption strategies to generate knockout mice. // Bioinformatics. 2019. V.35(18):3479-3481. doi:10.1093/bioinformatics/btz090 63. Labun K, Montague TG, Krause M, Torres Cleuren YN, Tjeldnes H, Valen E. CHOPCHOP v3: expanding the CRISPR web toolbox beyond genome editing. // Nucleic Acids Res. 2019. V.47(W1). P.W171-W174. doi:10.1093/nar/gkz365 64. Li L, Li S, Wu N, Wu J, Wang G, Zhao G, Wang J. HOLMESv2: A CRISPR-Cas12b-Assisted Platform for Nucleic Acid Detection and DNA Methylation Quantitation. // ACS Synth Biol. 2019. 8(10). P.2228-2237. doi:10.1021/acssynbio.9b00209 65. Li SY, Cheng QX, Wang JM, Li XY, Zhang ZL, Gao S, Cao RB, Zhao GP, Wang J. CRISPR-Cas12a-assisted nucleic acid detection. // Cell Discov. 2018. V.4:20. doi:10.1038/s41421-018-0028-z 66. Li SY, Liu JK, Zhao GP, Wang J. CADS: CRISPR/Cas12a-Assisted DNA Steganography for Securing the Storage and Transfer of DNA-Encoded Information. // ACS Synth Biol. 2018a V.7(4). P.1174-1178. doi:10.1021/acssynbio.8b00074 67. Li T, Wang S, Luo F, Wu FX, Wang J. MultiGuideScan: a multi-processing tool for designing CRISPR guide RNA libraries. // Bioinformatics. 2019. pii: btz616. doi:10.1093/bioinformatics/btz616 68. Li X, Wang Y, Liu Y, Yang B, Wang X, Wei J, Lu Z, Zhang Y, Wu J, Huang X, Yang L, Chen J. Base editing with a Cpf1-cytidine deaminase fusion. // Nat Biotechnol. 2018. V.36(4). P.324-327. doi:10.1038/nbt.4102 69. Li Y, Li S, Wang J, Liu G. CRISPR/Cas Systems towards Next-Generation Biosensing // Trends Biotechnol. 2019. V.37(7). P.730-743. doi:10.1016/j.tibtech.2018.12.005 70. Li Y, Mansour H, Wang T, Poojari S, Li F. Naked-Eye Detection of Grapevine Red-Blotch Viral Infection Using a Plasmonic CRISPR Cas12a Assay. // Anal Chem. 2019a. V.91(18). P.11510-11513. doi:10.1021/acs.analchem.9b03545 71. Liu G, Zhang Y, Zhang T. Computational approaches for effective CRISPR guide RNA design and evaluation. // Comput Struct Biotechnol J. 2019. V.18. P.35-44. doi:10.1016/j.csbj.2019.11.006 72. Liu JJ, Orlova N, Oakes BL, Ma E, Spinner HB, Baney KLM, Chuck J, Tan D, Knott GJ, Harrington LB, Al-Shayeb B, Wagner A, Brötzmann J, Staahl BT, Taylor KL, Desmarais J, Nogales E, Doudna JA. CasX enzymes comprise a distinct family of RNA-guided genome editors. // Nature. 2019. V.566(7743). P.218-223. doi:10.1038/s41586-019-0908-x 73. Liu RM, Liang LL, Freed E, Chang H, Oh E, Liu ZY, Garst A, Eckert CA, Gill RT. Synthetic chimeric nucleases function for efficient genome editing. // Nat Commun. 2019. V.10(1):5524. doi:10.1038/s41467-019-13500-y 74. Liu Q, Zhang H, Huang X. Anti-CRISPR proteins targeting the CRISPR-Cas system enrich the toolkit for genetic engineering. // FEBS J. 2019. doi:10.1111/febs.15139 75. Liu W, Rudis MR, Cheplick MH, Millwood RJ, Yang JP, Ondzighi-Assoume CA, Montgomery GA, Burris KP, Mazarei M, Chesnut JD, Stewart CN Jr. Lipofection-mediated genome editing using DNA-free delivery of the Cas9/gRNA ribonucleoprotein into plant cells. // Plant Cell Rep. 2019. doi:10.1007/s00299-019-02488-w 76. Lopatina A, Medvedeva S, Artamonova D, Kolesnik M, Sitnik V, Ispolatov Y, Severinov K. Natural diversity of CRISPR spacers of Thermus: evidence of local spacer acquisition and global spacer exchange. // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2019. V.374(1772):20180092. doi:10.1098/rstb.2018.0092 77. Luo J, Chen W, Xue L, Tang B. Prediction of activity and specificity of CRISPR-Cpf1 using convolutional deep learning neural networks. // BMC Bioinformatics. 2019. V.20(1):332. doi:10.1186/s12859-019-2939-6 78. Makarova KS, Wolf YI1, Iranzo J, Shmakov SA, Alkhnbashi OS, Brouns SJJ, Charpentier E, Cheng D, Haft DH, Horvath P, Moineau S, Mojica FJM, Scott D, Shah SA, Siksnys V, Terns MP, Venclovas Č, White MF, Yakunin AF, Yan W, Zhang F, Garrett RA, Backofen R, van der Oost J, Barrangou R, Koonin EV. Evolutionary classification of CRISPR-Cas systems: a burst of class 2 and derived variants. // Nat Rev Microbiol. 2019. doi:10.1038/s41579-019-0299-x 79. Manghwar H, Lindsey K, Zhang X, Jin S. CRISPR/Cas System: Recent Advances and Future Prospects for Genome Editing. // Trends Plant Sci. 2019. V.24(12). P.1102-1125. doi:10.1016/j.tplants.2019.09.006 80. Mathema VB, Dondorp AM, Imwong M. OSTRFPD: Multifunctional Tool for Genome-Wide Short Tandem Repeat Analysis for DNA, Transcripts, and Amino Acid Sequences with Integrated Primer Designer. // Evol Bioinform Online. 2019. V.15:1176934319843130. doi:10.1177/1176934319843130 81. Maxwell KL. The Anti-CRISPR Story: A Battle for Survival. // Mol Cell. 2017. V.68(1). P.8-14. doi:10.1016/j.molcel.2017.09.002 82. Mayo-Muñoz D, He F, Jørgensen JB, Madsen PK, Bhoobalan-Chitty Y, Peng X. Anti-CRISPR-Based and CRISPR-Based Genome Editing of Sulfolobus islandicus Rod-Shaped Virus 2. // Viruses. 2018. V.10(12). pii: E695. doi:10.3390/v10120695 83. McKenzie RE, Almendros C, Vink JNA, Brouns SJJ. Using CAPTURE to detect spacer acquisition in native CRISPR arrays. // Nat Protoc. 2019. V.14(3). P.976-990. doi:10.1038/s41596-018-0123-5 84. McMahon MA, Prakash TP, Cleveland DW, Bennett CF, Rahdar M. Chemically Modified Cpf1-CRISPR RNAs Mediate Efficient Genome Editing in Mammalian Cells. // Mol Ther. 2018. V.26(5). P.1228-1240. doi:10.1016/j.ymthe.2018.02.031 85. Milicevic O, Repac J, Bozic B, Djordjevic M, Djordjevic M. A Simple Criterion for Inferring CRISPR Array Direction. // Front Microbiol. 2019. V.10:2054. doi:10.3389/fmicb.2019.02054 86. Mishra R, Joshi RK, Zhao K. Base editing in crops: current advances, limitations and future implications. // Plant Biotechnol J. 2020. V.18(1). P.20-31. doi:10.1111/pbi.13225 87. Molla KA, Yang Y. CRISPR/Cas-Mediated Base Editing: Technical Considerations and Practical Applications. // Trends Biotechnol. 2019. V.37(10). P.1121-1142. doi:10.1016/j.tibtech.2019.03.008 88. Mori H, Evans-Yamamoto D, Ishiguro S, Tomita M, Yachie N. Fast and global detection of periodic sequence repeats in large genomic resources. // Nucleic Acids Res. 2019. V.47(2):e8. doi:10.1093/nar/gky890 89. Nethery MA, Barrangou R. CRISPR Visualizer: rapid identification and visualization of CRISPR loci via an automated high-throughput processing pipeline. // RNA Biol. 2019. V.16(4). P.577-584. doi:10.1080/15476286.2018.1493332 90. Nishida K, Arazoe T, Yachie N, Banno S, Kakimoto M, Tabata M, Mochizuki M, Miyabe A, Araki M, Hara KY, Shimatani Z, Kondo A. Targeted nucleotide editing using hybrid prokaryotic and vertebrate adaptive immune systems. // Science. 2016. V.353(6305). pii: aaf8729. doi:10.1126/science.aaf8729 91. Nishimasu H, Ran FA, Hsu PD, Konermann S, Shehata SI, Dohmae N, Ishitani R, Zhang F, Nureki O. Crystal structure of Cas9 in complex with guide RNA and target DNA. // Cell. 2014. V.156(5). P.935-949. doi:10.1016/j.cell.2014.02.001 92. O'Halloran DM. Genome aware CRISPR gRNA target prediction for parasitic nematodes. // Mol Biochem Parasitol. 2019. V.227. P.25-28. doi:10.1016/j.molbiopara.2018.12.001 93. O'Reilly D, Kartje ZJ, Ageely EA, Malek-Adamian E, Habibian M, Schofield A, Barkau CL, Rohilla KJ, DeRossett LB, Weigle AT, Damha MJ, Gagnon KT. Extensive CRISPR RNA modification reveals chemical compatibility and structure-activity relationships for Cas9 biochemical activity. // Nucleic Acids Res. 2019. V.47(2). P.546-558. doi:10.1093/nar/gky1214 94. Okada A, Arndell T, Borisjuk N, Sharma N, Watson-Haigh NS, Tucker EJ, Baumann U, Langridge P, Whitford R. CRISPR/Cas9-mediated knockout of Ms1 enables the rapid generation of male-sterile hexaploid wheat lines for use in hybrid seed production. // Plant Biotechnol J. 2019. V.17(10). P.1905-1913. doi:10.1111/pbi.13106 95. Olson D, Wheeler T. ULTRA: A Model Based Tool to Detect Tandem Repeats. // ACM BCB. 2018. 2018. P.37-46. doi:10.1145/3233547.3233604 96. Pawluk A, Davidson AR, Maxwell KL. Anti-CRISPR: discovery, mechanism and function. // Nat Rev Microbiol. 2018. V.16(1). P.12-17. doi:10.1038/nrmicro.2017.120 97. Periwal V. A comprehensive overview of computational resources to aid in precision genome editing with engineered nucleases. // Brief Bioinform. 2017. V. 18. P. 698-711. doi:10.1093/bib/bbw052 98. Poonawala H, Kumar N, Peacock SJ. A review of published spoligotype data indicates the diversity of Mycobacterium tuberculosis from India is under-represented in global databases. // Infect Genet Evol. 2019. V.78:104072. doi:10.1016/j.meegid.2019.104072 99. Pourcel C, Touchon M, Villeriot N, Vernadet JP, Couvin D, Toffano-Nioche C, Vergnaud G. CRISPRCasdb a successor of CRISPRdb containing CRISPR arrays and cas genes from complete genome sequences, and tools to download and query lists of repeats and spacers. // Nucleic Acids Res. 2020. V.48(D1):D535-D544. doi:10.1093/nar/gkz915 100. Rabinowitz R., Darnell R., Offen D. CrisPam – a tool for designing gRNA sequences to specifically target a variant allele using CRISPR. // Cytotherapy. 2019. V.21(5), Suppl. P.e6-e7. doi:10.1016/j.jcyt.2019.04.021 101. Razzaq A, Saleem F, Kanwal M, Mustafa G, Yousaf S, Imran Arshad HM, Hameed MK, Khan MS, Joyia FA. Modern Trends in Plant Genome Editing: An Inclusive Review of the CRISPR/Cas9 Toolbox. // Int J Mol Sci. 2019. V.20(16). pii: E4045. doi:10.3390/ijms20164045 102. Roberson EDO. Motif scraper: a cross-platform, open-source tool for identifying degenerate nucleotide motif matches in FASTA files. // Bioinformatics. 2018. V.34(22). P.3926-3928. doi:10.1093/bioinformatics/bty437 103. Rueda FO, Bista M, Newton MD, Goeppert AU, Cuomo ME, Gordon E, Kröner F, Read JA, Wrigley JD, Rueda D, Taylor BJM. Mapping the sugar dependency for rational generation of a DNA-RNA hybrid-guided Cas9 endonuclease. // Nat Commun. 2017. V.8(1):1610. doi:10.1038/s41467-017-01732-9 104. Safari F, Zare K, Negahdaripour M, Barekati-Mowahed M, Ghasemi Y. CRISPR Cpf1 proteins: structure, function and implications for genome editing. // Cell Biosci. 2019. V.9:36. doi:10.1186/s13578-019-0298-7 105. Satheesh V, Zhang H, Wang X, Lei M. Precise editing of plant genomes - Prospects and challenges. // Semin Cell Dev Biol. 2019. V.96. P.115-123. doi:10.1016/j.semcdb.2019.04.010 106. Schaefer M, Clevert DA, Weiss B, Steffen A. PAVOOC: designing CRISPR sgRNAs using 3D protein structures and functional domain annotations. // Bioinformatics. 2019. V.35(13). P.2309-2310. doi:10.1093/bioinformatics/bty935 107. Schindele A, Dorn A, Puchta H. CRISPR/Cas brings plant biology and breeding into the fast lane. // Curr Opin Biotechnol. 2019. V.61. P.7-14. doi:10.1016/j.copbio.2019.08.006 108. Shao N, Han X, Song Y, Zhang P, Qin L. CRISPR-Cas12a Coupled with Platinum Nanoreporter for Visual Quantification of SNVs on a Volumetric Bar-Chart Chip. // Anal Chem. 2019. V.91(19). P.12384-12391. doi:10.1021/acs.analchem.9b02925 109. Shmakov SA, Makarova KS, Wolf YI, Severinov KV, Koonin EV. Systematic prediction of genes functionally linked to CRISPR-Cas systems by gene neighborhood analysis. // Proc Natl Acad Sci USA. 2018. V.115(23). E5307-E5316. doi:10.1073/pnas.1803440115 110. Stanley SY, Maxwell KL. Phage-Encoded Anti-CRISPR Defenses. // Annu Rev Genet. 2018. V.52. P.445-464. doi:10.1146/annurev-genet-120417-031321 111. Strecker J, Jones S, Koopal B, Schmid-Burgk J, Zetsche B, Gao L, Makarova KS, Koonin EV, Zhang F. Engineering of CRISPR-Cas12b for human genome editing. // Nat Commun. 2019. V.10(1):212. doi:10.1038/s41467-018-08224-4 112. Tan J, Zhang F, Karcher D, Bock R. Engineering of high-precision base editors for site-specific single nucleotide replacement. // Nat Commun. 2019. V.10(1):439. doi:10.1038/s41467-018-08034-8 113. Tang Z, Chen S, Chen A, He B, Zhou Y, Chai G, Guo F, Huang J. CasPDB: an integrated and annotated database for Cas proteins from bacteria and archaea. // Database (Oxford). 2019. 2019. pii: baz093. doi:10.1093/database/baz093 114. Teng F, Cui T, Feng G, Guo L, Xu K, Gao Q, Li T, Li J, Zhou Q, Li W. Repurposing CRISPR-Cas12b for mammalian genome engineering. // Cell Discov. 2018. V.4:63. doi:10.1038/s41421-018-0069-3 115. Teng F, Guo L, Cui T, Wang XG, Xu K, Gao Q, Zhou Q, Li W. CDetection: CRISPR-Cas12b-based DNA detection with sub-attomolar sensitivity and single-base specificity. // Genome Biol. 2019. V.20(1):132. doi:10.1186/s13059-019-1742-z 116. Thomas M, Parry-Smith D, Iyer V. Best practice for CRISPR design using current tools and resources. // Methods. 2019. V.164-165:3-17. doi:10.1016/j.ymeth.2019.05.019 117. Thompson CP, Doak AN, Amirani N, Schroeder EA, Wright J, Kariyawasam S, Lamendella R, Shariat NW. High-Resolution Identification of Multiple Salmonella Serovars in a Single Sample by Using CRISPR-SeroSeq. // Appl Environ Microbiol. 2018. V.84(21). pii: e01859-18. doi:10.1128/AEM.01859-18 118. Torres-Perez R, Garcia-Martin JA, Montoliu L, Oliveros JC, Pazos F. WeReview: CRISPR Tools-Live Repository of Computational Tools for Assisting CRISPR/Cas Experiments. // Bioengineering (Basel). 2019. V.6(3). pii: E63. doi:10.3390/bioengineering6030063 119. Thuronyi BW, Koblan LW, Levy JM, Yeh WH, Zheng C, Newby GA, Wilson C, Bhaumik M, Shubina-Oleinik O, Holt JR, Liu DR. Continuous evolution of base editors with expanded target compatibility and improved activity. // Nat Biotechnol. 2019. V.37(9). P.1070-1079. doi:10.1038/s41587-019-0193-0 120. Uniyal AP, Mansotra K, Yadav SK, Kumar V. An overview of designing and selection of sgRNAs for precise genome editing by the CRISPR-Cas9 system in plants. // 3 Biotech. 2019. V.9(6):223. doi:10.1007/s13205-019-1760-2 121. Vats S, Kumawat S, Kumar V, Patil GB, Joshi T, Sonah H, Sharma TR, Deshmukh R. Genome Editing in Plants: Exploration of Technological Advancements and Challenges. // Cells. 2019. V.8(11). pii: E1386. doi:10.3390/cells8111386 122. Wang B, Wang R, Wang D, Wu J, Li J, Wang J, Liu H, Wang Y. Cas12aVDet: A CRISPR/Cas12a-Based Platform for Rapid and Visual Nucleic Acid Detection. // Anal Chem. 2019. V.91(19). P.12156-12161. doi:10.1021/acs.analchem.9b01526 123. Wang D, Zhang C, Wang B, Li B, Wang Q, Liu D, Wang H, Zhou Y, Shi L, Lan F, Wang Y. Optimized CRISPR guide RNA design for two high-fidelity Cas9 variants by deep learning. // Nat Commun. 2019. V.10(1):4284. doi:10.1038/s41467-019-12281-8 124. Wang J, Zhang X, Cheng L, Luo Y. An overview and metanalysis of machine and deep learning-based CRISPR gRNA design tools. // RNA Biol. 2020. V.17(1). P.13-22. doi:10.1080/15476286.2019.1669406 125. Weissman JL, Fagan WF, Johnson PLF. Selective Maintenance of Multiple CRISPR Arrays Across Prokaryotes. // CRISPR J. 2018. V.1. P.405-413. doi:10.1089/crispr.2018.0034 126. Wierson WA, Simone BW, WareJoncas Z, Mann C, Welker JM, Kar B, Emch MJ, Friedberg I, Gendron WAC, Barry MA, Clark KJ, Dobbs DL, McGrail MA, Ekker SC, Essner JJ. Expanding the CRISPR Toolbox with ErCas12a in Zebrafish and Human Cells. // CRISPR J. 2019. V.2(6). P.417-433. doi:10.1089/crispr.2019.0026 127. Wilson LOW, Hetzel S, Pockrandt C, Reinert K, Bauer DC. VARSCOT: variant-aware detection and scoring enables sensitive and personalized off-target detection for CRISPR-Cas9. // BMC Biotechnol. 2019. V.19(1):40. doi:10.1186/s12896-019-0535-5 128. Xie E, Li Y, Tang D, Lv Y, Shen Y, Cheng Z. A strategy for generating rice apomixis by gene editing. // J Integr Plant Biol. 2019. V.61(8). P.911-916. doi:10.1111/jipb.12785 129. Xiong Y, Zhang J, Yang Z, Mou Q, Ma Y, Xiong Y, Lu Y. Functional DNA Regulated CRISPR-Cas12a Sensors for Point-of-Care Diagnostics of Non-Nucleic-Acid Targets. // J Am Chem Soc. 2020. V.142(1). P.207-213. doi:10.1021/jacs.9b09211 130. Xue L, Tang B, Chen W, Luo J. Prediction of CRISPR sgRNA Activity Using a Deep Convolutional Neural Network. // J Chem Inf Model. 2019. V.59(1). P.615-624. doi:10.1021/acs.jcim.8b00368 131. Yamano T, Nishimasu H, Zetsche B, Hirano H, Slaymaker IM, Li Y, Fedorova I, Nakane T, Makarova KS, Koonin EV, Ishitani R, Zhang F, Nureki O. Crystal Structure of Cpf1 in Complex with Guide RNA and Target DNA. // Cell. 2016. V.165(4). P.949-962. doi:10.1016/j.cell.2016.04.003 132. Yan J., Chuai G., Zhou C., Zhu C., Yang J., Zhang C., Gu F., Xu H., Wei J., Liu Q. Benchmarking CRISPR on-target sgRNA design // Brief Bioinform. 2018. V.19(4). P.721-724. doi:10.1093/bib/bbx001 133. Yang B, Yang L, Chen J. Development and Application of Base Editors. CRISPR J. 2019. V.2(2). P.91-104. doi:10.1089/crispr.2019.0001 134. Yin H, Song CQ, Suresh S, Kwan SY, Wu Q, Walsh S, Ding J, Bogorad RL, Zhu LJ, Wolfe SA, Koteliansky V, Xue W, Langer R, Anderson DG. Partial DNA-guided Cas9 enables genome editing with reduced off-target activity. // Nat Chem Biol. 2018. V.14(3). P.311-316. doi:10.1038/nchembio.2559 135. Yin H, Song CQ, Suresh S, Wu Q, Walsh S, Rhym LH, Mintzer E, Bolukbasi MF, Zhu LJ, Kauffman K, Mou H, Oberholzer A, Ding J, Kwan SY, Bogorad RL, Zatsepin T, Koteliansky V, Wolfe SA, Xue W, Langer R, Anderson DG. Structure-guided chemical modification of guide RNA enables potent non-viral in vivo genome editing. // Nat Biotechnol. 2017. V.35(12). P.1179-1187. doi:10.1038/nbt.4005 136. Yin Y, Yang B, Entwistle S. Bioinformatics Identification of Anti-CRISPR Loci by Using Homology, Guilt-by-Association, and CRISPR Self-Targeting Spacer Approaches. // mSystems. 2019. V.4(5). pii: e00455-19. doi:10.1128/mSystems.00455-19 137. Young JK, Gasior SL, Jones S, Wang L, Navarro P, Vickroy B, Barrangou R. The repurposing of type I-E CRISPR-Cascade for gene activation in plants // Commun Biol. 2019. V.2:383. doi:10.1038/s42003-019-0637-6 138. Zetsche B, Strecker J, Abudayyeh OO, Gootenberg JS, Scott DA, Zhang F. A Survey of Genome Editing Activity for 16 Cas12a Orthologs. // Keio J Med. 2019. doi:10.2302/kjm.2019-0009-OA 139. Zhang C, Xu W, Wang F, Kang G, Yuan S, Lv X, Li L, Liu Y, Yang J. Expanding the base editing scope to GA and relaxed NG PAM sites by improved xCas9 system // Plant Biotechnol J. 2019. doi:10.1111/pbi.13259 140. Zhang F, Song G, Tian Y. Anti-CRISPRs: The natural inhibitors for CRISPR-Cas systems. // Animal Model Exp Med. 2019. V.2(2). P.69-75. doi:10.1002/ame2.12069 141. Zhang F, Zhao S, Ren C, Zhu Y, Zhou H, Lai Y, Zhou F, Jia Y, Zheng K, Huang Z. CRISPRminer is a knowledge base for exploring CRISPR-Cas systems in microbe and phage interactions. // Commun Biol. 2018. V.1:180. doi:10.1038/s42003-018-0184-6 142. Zhang K, Deng R, Teng X, Li Y, Sun Y, Ren X, Li J. Direct Visualization of Single-Nucleotide Variation in mtDNA Using a CRISPR/Cas9-Mediated Proximity Ligation Assay. // J Am Chem Soc. 2018. V.140(36). P.11293-11301. doi:10.1021/jacs.8b05309 143. Zhang S, Li X, Lin Q, Wong KC. Synergizing CRISPR/Cas9 off-target predictions for ensemble insights and practical applications. // Bioinformatics. 2019. V.35(7). P.1108-1115. doi:10.1093/bioinformatics/bty748 144. Zhao G, Li J, Tang B. AsCRISPR: a web server for allele-specific sgRNA design in precision medicine. // bioRxiv. September 10, 2019. doi:10.1101/672634 145. Zhou W, Hu L, Ying L, Zhao Z, Chu PK, Yu XF. A CRISPR-Cas9-triggered strand displacement amplification method for ultrasensitive DNA detection. // Nat Commun. 2018. V.9(1):5012. doi:10.1038/s41467-018-07324-5