「基因魔剪」有了脫靶突變檢測系統

“基因魔剪”有了脫靶突變檢測系統

據英國《自然》雜誌12日在線發表的一項基因編輯學研究,歐洲與美國科學家團隊報告稱:針對CRISPR-Cas9基因組編輯的全基因組脫靶效應的高效檢測系統,在小鼠身上完成了測試。該研究成果將促進基因組編輯從研究到臨床的轉化。

CRISPR-Cas9基因組編輯技術有“基因魔剪”之稱,被認為是人類醫學史上具有巨大潛力的創新技術,但只有在完全識別並消除額外的非目標(脫靶)突變時,這項技術才能真正實現臨床應用。

所謂脫靶突變,指的是CRISPR-Cas9複合物附著在基因組的多位點上,並切割了錯誤的DNA片段。檢測這種突變的系統必須在體外以及整個生物體內都進行測試。

此次,美國麻省總醫院以及瑞典阿斯利康公司的研究人員,描述了一種靈敏度較高的“體內脫靶驗證”(verification of in vivo off-targets,簡稱VIVO)系統,可以檢測CRISPR-Cas9在生物體中的脫靶突變。VIVO系統會事先識別出潛在的脫靶位點,在基因組編輯後再確認這些位點中是否有位點發生了改變。研究團隊在小鼠肝臟中檢測了該系統的準確度,方法是設計出靶向小鼠體內Pcsk9基因的多種嚮導RNA(gRNA),包括混雜性(可以靶向多位點)的gRNA和特異性更高的gRNA。

結果證實,VIVO系統不僅能檢測到混雜性gRNA誘導的數十種脫靶突變(包括髮生率僅為0.13%的突變),而且正確設計的gRNA並不會帶來任何可檢測到的脫靶突變。

研究人員認為,VIVO系統為定義基因組編輯在實際應用中的脫靶效應設立了重要標準,並證實了設計出特異性極高的gRNA的重要性。


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