An Overview of Programmable Epigenetic Editing Based on CRISPR Tools for Gene Expression Regulation.

چکیده اصلی

Epigenetic regulation provides a dynamic and reversible layer of gene control that functions independently of changes in DNA sequence, primarily mediated by DNA methylation, histone modifications, and higher-order chromatin organization. Aberrant epigenetic states contribute to a wide range of human diseases. However, conventional epigenetic therapies based on small-molecule inhibitors lack locus specificity and often cause global chromatin disturbances. The emergence of programmable epigenetic editing technologies has transformed the field by enabling targeted rewriting of chromatin states at defined genomic loci. Catalytically inactive CRISPR/Cas9 platforms fused to transcriptional activators, repressors, or chromatin-modifying enzymes now allow precise addition or removal of epigenetic marks without altering the underlying DNA sequence. This chapter provides an overview of the conceptual and technical foundations of CRISPR-based epigenetic editing, including tools for gene activation and repression, DNA methylation, histone modifications, and multiplexed systems that permit coordinated regulation of multiple genomic loci or epigenetic marks. Delivery methods for in vitro and in vivo applications are discussed, with an emphasis on viral and nonviral platforms that enable tissue-specific, durable gene regulation. Finally, recent preclinical and clinical studies highlight the potential of programmable epigenetic editing as a next-generation therapy for precise and reversible gene control.

ترجمه فارسی چکیده

تنظیم اپیزیمیتیک لایه‌ای پویا و برگشت‌پذیر از کنترل ژن است که مستقل از تغییر توالی DNA عمل می‌کند و عمدتاً از طریق متیلاسیون DNA، اصلاحات هیستون و سازماندهی کروماتین مرتبه بالاتر mediated می‌شود. حالات اپیزیمیتیک غیرطبیعی به طیف وسیعی از بیماری‌های انسانی کمک می‌کنند. با این حال، درمان‌های اپیزیمیتیک سنتی مبتنی بر مهارکننده‌های کوچک، خاصیت لکوس خاصیت ندارند و اغلب باعث اختلالات کروماتین سراسری می‌شوند. ظهور فناوری‌های ویرایش اپیزیمیتیک قابل برنامه‌ریزی، این حوزه را با امکان بازنویسی هدفمند حالات کروماتین در لکوس‌های ژنومیک مشخص تغییر داده است. پلتفرم‌های غیرفعال کاتالیتیک CRISPR/Cas9 که با فعال‌سازهای ترنسکریپتونی، سرکوب‌کننده‌ها یا آنزیم‌های اصلاح‌کننده کروماتین ادغام شده‌اند، اکنون امکان افزودن یا حذف دقیق نشانه‌های اپیزیمیتیک بدون تغییر توالی DNA زیربنایی را فراهم می‌کنند. این فصل مروری بر اصول مفهومی و فنی ویرایش اپیزیمیتیک مبتنی بر CRISPR، شامل ابزارهای فعال‌سازی و سرکوب ژن، متیلاسیون DNA، اصلاحات هیستون و سیستم‌های چندگانه که اجازه تنظیم هماهنگ چندین لکوس ژنومیک یا نشانه اپیزیمیتیک را می‌دهند، ارائه می‌دهد. روش‌های تحویل برای کاربردهای in vitro و in vivo بحث شده است، با تأکید بر پلتفرم‌های ویروسی و غیرویروسی که تنظیم ژن متمرکز بر بافت و پایدار را ممکن می‌سازند. در نهایت، مطالعات پیش‌بالینی و بالینی اخیر پتانسیل ویرایش اپیزیمیتیک قابل برنامه‌ریزی را به عنوان درمان نسل بعدی برای کنترل ژن دقیق و برگشت‌پذیر برجسته می‌کنند.

متن کامل اصلی