深圳子科生物報道：自從CRISPR基因組編輯技術(shù)問世以來，它已經(jīng)顯示出了治療許多棘手疾病的巨大希望。然而，科學(xué)家們一直在努力確定與治療有關(guān)的細(xì)胞類型的潛在非靶向效應(yīng)，這仍然是臨床轉(zhuǎn)化的主要障礙。現(xiàn)在，Gladstone研究所和創(chuàng)新基因組學(xué)研究所（IGI）的一組科學(xué)家與AstraZeneca合作開發(fā)了一種可靠的方法來實現(xiàn)這一點。

CRISPR通過在特定位置切割DNA來編輯一個人的基因組。挑戰(zhàn)在于確保該工具不會在DNA上的其他地方進(jìn)行切割，即所謂的“脫靶效應(yīng)”，可能會產(chǎn)生不可預(yù)見的后果。

《Science》雜志的一項研究，兩位第一作者，Beeke Wienert和Stacia Wyman，找到了解決這個問題的新方法。

“當(dāng)CRISPR切割時，DNA就會斷裂，”Wienert博士說，他之前在Jacob E.Corn的IGI實驗室工作，現(xiàn)在是Gladstone研究所Bruce R.Conklin實驗室的博士后學(xué)者?！耙虼耍瑸榱松?，細(xì)胞招募了許多不同的DNA修復(fù)因子到基因組中的特定位置來修復(fù)斷裂，并將切割端重新連接在一起。我們認(rèn)為，如果我們能找到這些DNA修復(fù)因子的位置，我們就可以確定被CRISPR切割的位置?！?

為了驗證他們的想法，研究人員研究了一組不同的DNA修復(fù)因子。他們發(fā)現(xiàn)其中一個叫MRE11的是對切口的第一反應(yīng)者。根據(jù)MRE11，科學(xué)家們開發(fā)了一種新技術(shù)，名為DISCOVER-Seq，可以識別出CRISPR在基因組中切割的的確切位置。

Gladstone的高級研究員兼IGI的副主任Conklin博士解釋說：“人類的基因組非常龐大，如果你打印出全部DNA序列，你最終會得到一部16層樓高的小說。當(dāng)我們想用CRISPR切割DNA時，就好像我們要在小說的某一頁上刪除一個特定的詞。”

MRE11標(biāo)記Cas9 DNA斷裂位點

“你可以把DNA修復(fù)因子看作是書中添加的不同類型的書簽，”他說。“雖然有些人可能會為整個章節(jié)添加書簽，但MRE11是可以檢索到更改后的確切字母的書簽?！?

目前存在不同方法來檢測CRISPR的脫靶效應(yīng)。然而，它們有局限性，從產(chǎn)生假陽性結(jié)果到殺死正在被檢測的細(xì)胞。目前最常用的方法僅限于在實驗室培養(yǎng)的細(xì)胞中使用，不包括在病人源干細(xì)胞或動物組織中使用。

“因為我們的方法依賴于細(xì)胞的自然修復(fù)過程來識別切口，所以已經(jīng)證明它的侵入性小得多，而且更可靠，”Conklin博士說，他現(xiàn)在在蘇黎世ETH管理一個實驗室。“我們能夠在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、患者細(xì)胞和小鼠體內(nèi)測試我們的DISCOVER-Seq，研究結(jié)果表明，這種方法可能用于任何系統(tǒng)，而不僅僅是實驗室。”

DISCOVER-Seq方法通過擴(kuò)大應(yīng)用至新的細(xì)胞類型和系統(tǒng)，也揭示了CRISPR編輯基因組所用機(jī)制的新見解，這將有助于更好地理解該工具的生物學(xué)原理。

加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和分子藥理學(xué)教授Conklin說：“新方法大大簡化了識別脫靶效應(yīng)的過程，同時也提高了結(jié)果的準(zhǔn)確性。這可以讓我們更好地預(yù)測基因組編輯在臨床環(huán)境中的作用。因此，它是改善臨床前研究和使CRISPR治療更接近實際患者需要的關(guān)鍵步驟?！?

原文檢索：Unbiased detection of CRISPR off-targets in vivo using DISCOVER-Seq