CRISPR

(资料图)

北京科技日报4月11日电(记者张佳欣)CRISPR-Cas9基因编辑过程有副作用，包括不必要的突变和细胞毒性。据10日发表在《自然》中·日本九州大学和名古屋大学医学院的研究人员开发了一种优化的基因组编辑方法，可以大大减少突变，从而更有效地治疗遗传疾病。

以CRISPR-Cas9为核心的基因组编辑技术的缺点之一是突变和脱靶效应。这通常是由于酶靶向具有类似于目标位点序列的基因组位点。同样，当基因发生变化时，染色体水平会发生突变，阻碍癌症基因治疗的临床试验，甚至导致肌肉营养不良患者死亡。研究小组假设目前使用Cas9的编辑方案会导致DNA过度切割，从而导致一些突变。

为了验证这一假设，研究小组在小鼠细胞中建立了一个名称“AIMS”该系统对每个染色体上Cas9的活性进行了评估。结果表明，常用的编辑活动方法非常高，会导致一些副作用。他们发现，将额外的胞嘧啶延伸到GRNA的5'端部有效，能有效抑制过度活跃，并允许控制DNA切割。

新技术降低了脱靶效应和细胞毒性，提高了单等位基因选择性编辑的效率，提高了DNA双链断裂修复最常用的同源定向修复机制的效率。

为了在医学环境中测试其有效性，研究人员调查了一种罕见的进行性骨化纤维发育不良疾病。使用小鼠模型，它们创建与人类版本相同的基因。然后，利用患者来源的诱导性多能干细胞，它们可以修复相关等位基因中的单个核苷酸，这证明了该技术对基因治疗的安全性和有效性。

该团队还建立了第一个与Cas9活动相关的基因组编辑模式的数学模型，允许用户在整个细胞组中模拟基因组编辑的结果。这一突破使研究人员能够确定Cas9基因编辑过程，以最大限度地提高效率，从而降低所需的巨大成本和劳动力。