科學家開發更精細的基因編輯工具 可最大限度地減少不良後果

據New Atlas報道,儘管CRISPR-Cas9基因編輯工具一直很重要,但它的錯誤率相對較高,可能會帶來潛在的有害突變德國的研究人員現在已經開發出一種更精細的工具,通過切割DNA而不是切斷它來減少錯誤。

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CRISPR是本世紀最具突破性的發明之一,有可能徹底改變一系列疾病的基因療法,以及提高作物的產量或營養,創造有益的微生物,以及其他各種用途。它的工作方式就像一把“分子剪刀”,剪掉有問題的基因並插入更有幫助的基因。

問題是,有時它可能針對錯誤的DNA部分,並在那裡做出改變–被稱為脫靶突變–這有可能引發健康問題。即使它確實找到了正確的目標,DNA修復過程也可能出錯,導致所謂的目標突變。

防止這兩個問題是馬克斯-德爾布呂克分子醫學中心(MDC)和柏林洪堡大學研究人員的新研究的重點。研究小組對這些“分子剪刀”進行了修改,使其更加溫和,做出了一種根本不同的切割方式。

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新工具不是做一個直接切開整個DNA雙鏈的切口,而是做兩個較小的切口,每個切口切開一條DNA鏈。一個內置的間隔物使這些切口保持安全距離–在200至350個鹼基對之間。

“我們對造血幹細胞和T細胞的實驗表明,這是最小化目標和非目標突變的最佳距離,”該研究的作者Van Trung Chu博士說。“再短,我們就有可能切開整個DNA分子–儘管使用了兩把獨立的剪刀。”

在對實驗室培養皿中的細胞進行的測試中,該團隊發現新的spacer-nick工具在進行編輯時與傳統的CRISPR一樣有效–20%至50%的處理細胞被修復。但重要的是,新工具在減少錯誤方面做得更好,在使用spacer-nick的編輯中,發生目標突變的比例不到2%,而CRISPR-Cas9的比例超過40%。同時,脫靶突變在我們的方法中似乎是“罕見的,甚至是不存在的”,Chu說。

該團隊希望未來的工作將在動物身上測試spacer-nick編輯工具,然後再進行人體試驗。首批潛在目標之一是治療遺傳性血液疾病。

該研究發表在《科學進展》雜誌上。