用于迅速分析CRISPR编辑的新工具显示频繁意外的DNA变化

新方法Unmasks所有DNA都会在两天内捣碎引起的变化与两个月;大多数错误的编辑可能是无害的，但对于患者风险来说，洞察力是必不可少的。

在上升希望使用CRISPR基因编辑工具来修复与囊性纤维化和镰刀细胞病如囊性纤维化和镰状细胞病如患条件相关的致命突变，今天（2019年12月6日）在自然期刊通信生物学中发表了一项新的研究，描述了一种可以加速这项工作的新创新通过快速揭示基因编辑过程引入的意外和潜在的有害变化。

“我们已经开发了一种快速筛选Crisprp制造的所有编辑的新进程，它表明在Crisper修复的网站周围的DNA可能比以前想象出了更多意外变化，”埃里克·突南，博士说。，基督教徒的基因编辑研究所主任和研究的主要作者。

该研究描述了在基因编辑研究所开发的新工具，只需48小时即可识别“克里普尔定向基因编辑的多种结果”，该过程通常需要长达两个月的昂贵和复杂的DNA分析。

KMIEC警告说，他们的工作揭示的意外变化涉及到围绕针对修复的基因组的立即部位的DNA“细微突变”。他说，这是截然不同的，从热烈的争论担心通过从预定的部位漂流并在基因组中进行随机切割而导致“偏离目标”突变的风险。

“重要的是要注意，在所有的情况下，我们仍然看到Crispr甚至在五年前甚至五年前难以想象的成功维修水平，”领先作者Brett Sansbury增加。“但是我们在需要更好地理解的修复网站附近看到了对DNA附近的大量变化，以至于当我们纠正一个问题时，我们并没有创造另一个问题。”

她表示，这些变更包括DNA代码的删除，重复和重排。虽然研究人员认为绝大多数这些意外的编辑可能对患者没有后果，但重要的是确定它们并确定哪些可能会产生风险。例如，KMIEC表示，DNA代码的意外变化 - 这起到了用于确定基因函数的软件，可以指导基因产生有害蛋白质。

根据该研究，“这些信息构成了确定围绕基因工程工具治疗人类疾病的有效性的风险利益决策的基础。”

“克里普尔可能永远不会完善100％的时间，”毕格尼安说。“但Crispro工具不断改进。如果我们可以达到70或80％的精确度，并揭示并理解与这种修复一起发生的任何变化的重要性 - 这使我们更接近安全地使用Crispr以治疗患者。我们希望我们的新工具可以帮助加速努力实现这一目标。“

CRISPR代表“集群定期间隔的短文重复”。它是一种在细菌中发现的防御机制，可以识别和切割入侵病毒的DNA。

科学家们已经学会了如何修改这种机制，因此可以旨在“编辑”特定的DNA代码序列，重点是修复导致致命疾病的DNA突变。例如，正在进行使用CRISPR以修复生成患者患者患者的遗传突变，以及导致囊性纤维化患者粘液的破坏性粘合的突变。

但是，KMIEC指出，大多数用于分析CRISPR基因编辑的工具最适合验证修复成功，不用于揭示在附近DNA链中可能发生的改变。他说，对这些意外的编辑进行进一步筛选并筛选已经需要提取和分析来自细胞的大量DNA码，这是一种最多需要花费大于两个月的针对性的大海捞针。甚至那么，它可能无法捕获所有变化。研究警告说，当研究人员报告使用CRISPR来修复故障基因的成功时，他们“可能会无意中驳回了这种非凡技术的抵押品活动”。

基因编辑研究所的科学家通过使用它们开发的系统来解决这种问题，该系统在从细胞中提取的DNA的圆形段上进行了对来自细胞的圆形段进行了基因编辑，这称为质粒。研究人员发现，在质粒或“无细胞”系统中，在细胞内消除了许多复杂的生物活性，使其难以分离通过CRISPR引入的全部DNA变化。

在研究中，他们报告说，他们的系统允许他们“通过以直接和简单的方式通过Crispried基因编辑的过程”可视化各种遗传修改。“此外，由于该工具可以快速且经济地筛选编辑的结果，因此研究人员指出，它可以将科学家释放到执行和屏幕多次试验编辑 - 许多基于小区的系统实用。这将允许它们识别可能在相对罕见的频率下发生的意外突变，因此会不会被注意到。

它还允许他们测试Crispr的不同变化。当科学家使用CRISPR工具来编辑基因时，它们可以采用不同的酶（如CAS9或CAS12A）进行实际切割，并且通常包括称为DNA“模板”的东西，以充当识别和修复损坏的代码的地图。新的研究发现，在不引入意外突变的情况下完成的“精确修复”的速率 - 根据所用的酶和模板而变化，从低于5％到64％的高度。

为筛选克切者诱导的突变的更好方式的工作是在基因编辑研究所的更广泛努力的一部分，这些研究所正在产生从人细胞提取的DNA质粒的突破性进展。该团队已经使用了他们的“无细胞”方法来同时为工程师进行多种编辑。这项工作导致与生物技术公司合作，为个性化癌症护理开发新方法。在基因编辑研究所开发的工具可以在人类DNA样本中迅速繁殖，患有患者癌症肿瘤的独特和复杂的遗传特征。这些样品可用于筛选多种化疗和其他癌症药物，以设计最适合近待患者的治疗方法。

参考：“了解CRISPR-CAS生成同源性修复的遗传结果的遗传结果”，Brett M. Sansbury，Amanda M. Hewes和Eric B. KmieC，2019年12月6日，通信生物学.DOI：
10.1038 / s42003-019-0705-y