2019-10-01 05:57:02
新的CRISPR-Cas9变体可以提高基因编辑的精度

研究人员开发了一种新的基因编辑技术CRISPR-Cas9,可以在人类基因治疗期间提高精确度。与野生型相比,新变体减少了DNA的意外变化,表明它可以在需要高精度的基因治疗中发挥作用。来自Karolinska Institutet香港明慧楼修复医学中心的研究人员的研究发表在《 PNAS》杂志上。

CRISPR-Cas9是一种在细菌中首次发现的酶,可以将其编程为进入基因组中切割和修复DNA的确切位置。这些“分子剪刀”可用于校正DNA缺陷链,目前正在临床试验中进行测试,以抗击癌症,血液疾病和遗传性失明。该技术被认为具有治疗数千种人类遗传疾病的潜力。

但是,以目前的形式,它面临着一些挑战。一种版本是化脓性链球菌(SpCas9)细菌的Cas9核酸酶,具有较高的靶标精确度,但对于将基因编辑试剂盒递送至细胞所需的病毒颗粒而言可能太大。另一个版本是来自金黄色葡萄球菌(SaCas9)的Cas9核酸酶,体积小得多,可以轻松装入运输工具箱的所谓的腺相关病毒(AAV)载体中,但是缺乏同样高的精确度。不精确的基因编辑可能最终会在意想不到的位置修饰DNA,从而可能造成严重后果。

在当前的研究中,研究人员确定了一种工程命名为SaCas9-HF的变异体,该变异体在实验室环境中可显着提高人类细胞中24个部位的基因靶向准确性。对于高度相似的基因序列,SaCas9-HF将脱靶活性降低了约90%,因此,在使用野生型SaCas9时,它们倾向于易于进行意料之外的编辑。对于通常具有较少编辑失误的基因序列,SaCas9-HF具有几乎无法检测到的脱靶活性。

“我们的发现为野生型Cas9工具箱提供了一种替代方案,即需要高度精确的基因组编辑的新型SaCas9,”香港Karolinska研究所明惠楼修复医学中心助理教授郑宗立说。 “这种新酶对于使用腺相关病毒(AAV)在体内传递基因组编辑成分的未来基因疗法特别有用。”

为了确定SaCas9-HF变体在不同细胞类型中是否同样精确,还需要对其他靶位点和细胞类型进行更多研究,尽管研究人员说,他们对在许多其他细胞类型中的应用持乐观态度。

研究人员称,就酶在修饰预期基因组位置方面的效果而言,与野生型相比,SaCas9-HF的平均靶向效率为80%,而野生型通常被认为是可比的。 在某些CRISPR-Cas9案例中,10%的编辑效率足以修复受损的基因序列并恢复功能。


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