Search

Summary The CRISPR-Cas9 system has successfully been adapted to edit the genome of various organisms. However, our ability to predict the editing outcome at specific sites is limited. Here, we examined indel profiles at over 1,000 genomic sites in human cells and uncovered general principles guiding CRISPR-mediated DNA editing. We find that precision of DNA editing (i.e., recurrence of a specific indel) varies considerably among sites, with some targets showing one highly preferred indel and others displaying numerous infrequent indels. Editing precision correlates with editing efficiency and a preference for single-nucleotide homologous insertions. Precise targets and editing outcome can be predicted based on simple rules that mainly depend on the fourth nucleotide upstream of the protospacer adjacent motif (PAM). Indel profiles are robust, but they can be influenced by chromatin features. Our findings have important implications for clinical applications of CRISPR technology and reveal general patterns of broken end joining that can provide insights into DNA repair mechanisms., Graphical Abstract, Highlights • The outcome of CRISPR-mediated editing can be predicted • Not all target sites are edited in a predictable manner • The precision of DNA editing is mainly determined by the fourth nucleotide upstream of the PAM site • Chromatin states affect editing of imprecise, but not precise, target sites, Chakrabarti, Henser-Brownhill, Monserrat et al. show that the genome-editing outcome can be predicted based on simple rules that mainly depend on the target site sequence. Since editing precision varies considerably across sites, careful selection of a predictable target is critical to induce a desired modification in a cell-type-independent manner.

Згідно з даними ВООЗ, 2–8% жінок,які чекають дитину, знаходяться під ризиком прееклампсії – патології, яка є однією з основних причин смертності серед вагітних. Серед основних факторів ризику виділяють підвищений артеріальний тиск. Тривала/хронічна артеріальна гіпертензія підвищує ймовірність прееклампсії у 7–8 разів. Відтак, одним із головних завдань при спостереженні за вагітними є своєчасне виявлення ознак прееклампсії та інших ускладнень, обумовлених артеріальною гіпертензією. Надійний скринінговий тест для цієї мети відсутній, тому зазвичай проводиться регулярний моніторинг артеріального тиску та лабораторне дослідження сечі. Проведені дослідження виявили наявність у вагітних зв’язку між підвищенням артеріального тиску та симпатичною активацією автономної нервової системи, яка розраховується за допомогою компоненти частотного домену варіабельності ритму серця – LF/HF. Доведено, що специфічність аналізу варіабельності ритму серця у прогнозуванні преекламптичних станів у вагітних сягає 80%, що є достатнім для зменшення ризиків для здоров’я матері і дитини. Через те, що єдиним стандартизованим джерелом інформації для аналізу варіабельності ритму серця є електрокардіограма, для постійного моніторингу ризиків підвищення артеріального тиску необхідно використовувати носильні ЕКГ-пристрої та програмне забезпечення для автоматизованої інтерпретації ритмограм. Виявлене з їхньою допомогою різке підвищення LF/HF є підставою для застосування кардіологічних рекомендацій з попередження і лікування прееклампсії та еклампсії.Для вирішення цього завдання були розроблені перший у світі ЕКГ-сенсор для постійної реєстрації RR-інтервалів з однієї руки – SenceBand та хмарна технологія автоматизованої інтерпретації ЕКГ – PRECISE. Сенсор знімає масив RR-інтервалів ЕКГ тривалістю 160 або 330 секунд кожні 10, 30 або 60 хвилин. Отримана інформація обробляється мобільним телефоном з операційними системами iOS або Android та відсилається на сервер відповідно до стандарту ISO/HL7, де лікар має змогу відслідковувати добові тенденції за всім спектром показників варіабельності ритму серця. Використання сенсорів для постійного моніторингу варіабельності ритму серця з однієї руки у вагітних є значно комфортнішим за застосування холтерівських моніторів, «розумного одягу» та ЕКГ-патчів., Согласно данным ВОЗ, 2–8% женщин, ожидающих ребенка, находятся под риском преэклампсии – патологии, которая является одной из основных причин смертности среди беременных. Среди основных факторов риска выделяют повышенное артериальное давление. Длительная/хроническая артериальная гипертензия повышает вероятность преэклампсии в 7–8 раз. Следовательно, одной из главных задач при наблюдении за беременными является своевременное выявление признаков преэклампсии и других осложнений, обусловленных артериальной гипертензией. Надежный скрининговый тест для этой цели отсутствует, поэтому обычно проводится регулярный мониторинг артериального давления и лабораторное исследование мочи.Проведенные исследования выявили наличие у беременных связи между повышением артериального давления и симпатической активацией автономной нервной системы, которая рассчитывается с помощью компоненты частотного домена вариабельности ритма сердца – LF/HF. Доказано, что специфичность анализа вариабельности ритма сердца в прогнозировании преэкламптических состояний у беременных достигает 80%, что является достаточным для уменьшения рисков для здоровья матери и ребенка.Из-за того, что единственным стандартизированным источником информации для анализа вариабельности ритма сердца является электрокардиограмма, для постоянного мониторинга рисков повышения артериального давления необходимо использовать носильные ЭКГ-устройства и программное обеспечение для автоматизированной интерпретации ритмограмм. Обнаруженное с их помощью резкое повышение LF/HF является основанием для применения кардиологических рекомендаций по предупреждению и лечению преэклампсии и эклампсии.Для решения этой задачи были разработаны первый в мире ЭКГ-сенсор для постоянной регистрации RR-интервалов с одной руки – SenceBand и облачная технология автоматизированной интерпретации ЭКГ – PRECISE. Сенсор снимает массив RR-интервалов ЭКГ длительностью 160 или 330 секунд каждые 10, 30 или 60 минут. Полученная информация обрабатывается мобильным телефоном с операционными системами iOS или Android и отсылается на сервер в соответствии со стандартом ISO/HL7, где врач имеет возможность отслеживать суточные тенденции по всему спектру показателей вариабельности ритма сердца. Использование сенсоров для постоянного мониторинга вариабельности ритма сердца с одной руки у беременных значительно комфортнее, чем применение холтеровских мониторов, «умной одежды» и ЭКГ-патчей., According to WHO data, 2–8% of pregnant women are at risk of preeclampsia – pathology, which is one of the main causes of mortality in pregnant women. Among the main risk factors is high blood pressure. In particular, prolonged/chronic arterial hypertension increases the probability of preeclampsia by 7–8 times. Thus, the above studies have demonstrated the presence in pregnancy the relationship between increased blood pressure and sympathetic activation of the autonomic nervous system, which is calculated using components of the frequency domain of heart rate variability – LF/HF.Due to the fact that the only standardized source of information for heart rate variability analysis is an electrocardiogram, it is required use of wearable ECG devices and software for automated interpretation of rhythmograms for continuous monitoring of blood pressure risk. The sharp increase in LF/HF detected with it is a trigger for the use cardiological guidelines for the prevention and treatment of preeclampsia and eclampsia.To address this, among other things, this task was developed by the world’s first ECG sensor for continuous recording of single-handed RR intervals – SenceBand and cloud technology for automated ECG interpretation – PRECISE. The sensor removes an array of ECG RR-intervals duration of 160 or 330 seconds every 10, 30, or 60 minutes. The information is processed by a mobile phone with iOS or Android operating systems and sent to the server in accordance with the ISO/HL7 standard, where the physician can track daily trends throughout the range of heart rate variability. Sensors using for continuous monitoring of heart rate variability from one hand in pregnant women is much more comfortable than using Holter’s monitors, smart clothes and ECG patches.

According to WHO data, 2–8% of pregnant women are at risk of preeclampsia – pathology, which is one of the main causes of mortality in pregnant women. Among the main risk factors is high blood pressure. In particular, prolonged/chronic arterial hypertension increases the probability of preeclampsia by 7–8 times. Thus, the above studies have demonstrated the presence in pregnancy the relationship between increased blood pressure and sympathetic activation of the autonomic nervous system, which is calculated using components of the frequency domain of heart rate variability – LF/HF. Due to the fact that the only standardized source of information for heart rate variability analysis is an electrocardiogram, it is required use of wearable ECG devices and software for automated interpretation of rhythmograms for continuous monitoring of blood pressure risk. The sharp increase in LF/HF detected with it is a trigger for the use cardiological guidelines for the prevention and treatment of preeclampsia and eclampsia. To address this, among other things, this task was developed by the world’s first ECG sensor for continuous recording of single-handed RR intervals – SenceBand and cloud technology for automated ECG interpretation – PRECISE. The sensor removes an array of ECG RR-intervals duration of 160 or 330 seconds every 10, 30, or 60 minutes. The information is processed by a mobile phone with iOS or Android operating systems and sent to the server in accordance with the ISO/HL7 standard, where the physician can track daily trends throughout the range of heart rate variability. Sensors using for continuous monitoring of heart rate variability from one hand in pregnant women is much more comfortable than using Holter’s monitors, smart clothes and ECG patches.