新工具能顯著降低基因編輯脫靶效應(yīng) 推動(dòng)基因編輯臨床化應(yīng)用

記者19日從中國(guó)農(nóng)科院獲悉，該院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所左二偉研究組聯(lián)合中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、中科院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所，根據(jù)蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)了基因編輯過(guò)程中產(chǎn)生脫靶效應(yīng)的重要氨基酸，并在不影響催化活性的情況下突變相應(yīng)的氨基酸，最終得到了顯著降低基因編輯脫靶效應(yīng)的單堿基編輯工具。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《自然·方法學(xué)》(Nature Methods)雜志。

左二偉介紹，CRISPR/Cas9的衍生工具單堿基編輯技術(shù)，可以在不切斷DNA雙鏈的情況下實(shí)現(xiàn)單核苷酸的定向突變，為治療單堿基突變引起的遺傳性疾病帶來(lái)了希望。但2019年以來(lái)，其安全性受到了質(zhì)疑。據(jù)認(rèn)為，單堿基編輯器會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的DNA和RNA脫靶效應(yīng)，臨床應(yīng)用存在安全風(fēng)險(xiǎn)。此前，國(guó)內(nèi)外多位科學(xué)家通過(guò)多種方式研究降低基因編輯DNA和RNA脫靶效應(yīng)的方法，取得了一定進(jìn)展，但也存在局限性。

左二偉團(tuán)隊(duì)此次基于GOTI的方法是不受限制的，不僅可以檢測(cè)單堿基編輯工具，還可以用來(lái)對(duì)其他基于ZFN、TALEN和CRISPR/Cas的基因編輯工具進(jìn)行安全性檢測(cè)和改進(jìn)。團(tuán)隊(duì)使用GOTI和RNA-Seq同時(shí)檢測(cè)了突變體的DNA脫靶和RNA脫靶，并且發(fā)現(xiàn)DNA和RNA的脫靶是互相獨(dú)立的，需要同時(shí)檢測(cè)。研究獲得的YE1-BE3-FNLS是高精度、高活性單堿基編輯工具，顯著降低了脫靶效應(yīng)并提高了編輯效率，有望應(yīng)用于遺傳疾病基因治療，推動(dòng)基因編輯臨床化應(yīng)用。

(記者瞿劍)