新工具能显著降低基因编辑脱靶效应

来源: 科技日报 / 作者: 2020-05-20
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科技日报北京 5 月 19 日电 (记者瞿剑)记者 19 日从中国农科院获悉,该院深圳农业基因组研究所左二伟研究组联合中科院脑科学与智能技术卓越创新中心、中科院上海营养与健康研究所,根据蛋白结构预测了基因编辑过程中产生脱靶效应的重要氨基酸,并在不影响催化活性的情况下突变相应的氨基酸,最终得到了显著降低基因编辑脱靶效应的单碱基编辑工具。相关研究成果日前在线发表于《自然 · 方法学》(Nature Methods)杂志。

左二伟介绍,CRISPR/Cas9 的衍生工具单碱基编辑技术,可以在不切断 DNA 双链的情况下实现单核苷酸的定向突变,为治疗单碱基突变引起的遗传性疾病带来了希望。但 2019 年以来,其安全性受到了质疑。据认为,单碱基编辑器会导致严重的 DNA 和 RNA 脱靶效应,临床应用存在安全风险。此前,国内外多位科学家通过多种方式研究降低基因编辑 DNA 和 RNA 脱靶效应的方法,取得了一定进展,但也存在局限性。

左二伟团队此次基于 GOTI 的方法是不受限制的,不仅可以检测单碱基编辑工具,还可以用来对其他基于 ZFN、TALEN 和 CRISPR/Cas 的基因编辑工具进行安全性检测和改进。团队使用 GOTI 和 RNA-Seq 同时检测了突变体的 DNA 脱靶和 RNA 脱靶,并且发现 DNA 和 RNA 的脱靶是互相独立的,需要同时检测。研究获得的 YE1-BE3-FNLS 是高精度、高活性单碱基编辑工具,显著降低了脱靶效应并提高了编辑效率,有望应用于遗传疾病基因治疗,推动基因编辑临床化应用。

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