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科学家研发显著降低基因编辑脱靶效应的单碱基编辑工具

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  5月18日,《自然-方法(Nature Methods)》杂志在线发表了中国农业科学院深圳农业基因组研究所左二伟研究组联合中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心和中国科学院上海营养与健康研究所合作完成的最新研究成果。该研究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。

  

  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,因此,自2016年首次报道以来受到了广泛的关注。但从2019年,单碱基编辑工具的安全性受到了质疑,认为单碱基编辑器导致大量的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脱靶的方法,取得了一定进展,但也存在一定局限。此次,左二伟等团队基于GOTI的方法是不受限制的,不仅可以检测单碱基编辑工具,还可以用于其它基于ZFN、TALEN和CRISPR/Cas的安全性检测和改进。研究团队使用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。(通讯员 赵华)

  原文链接:https://www.nature.com/articles/s41592-020-0832-x

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