超精确的新型CRISPR工具可解决多种遗传疾病

尽管广为流行的CRISPR–Cas9基因编辑工具可以轻松地改变基因组，但它仍然有些笨拙，容易出错和产生意想不到的影响。现在，最近开发的替代方法可以更好地控制基因组编辑-这一进展对于开发基因疗法可能尤其重要。

另一种方法称为主要编辑，它提高了研究人员仅进行所需编辑的机会，而不是无法预测的混合变化。该工具在10月21日于Nature1上发表的一项研究中进行了描述，它还减少了“脱靶”效应，这对于标准CRISPR–Cas9系统的某些应用而言是一个关键挑战。这可以使基于主要编辑的基因疗法更安全地用于人们。

该工具似乎也能够进行各种各样的编辑，这也许有一天可以使其用于治疗迄今使基因编辑者陷入困境的许多遗传疾病。麻省理工大学麻省理工学院和哈佛大学化学生物学家戴维·刘(David Liu)是首席研究作者，他估计主要编辑可能会帮助研究人员解决ClinVar(公众)中超过75,000种与疾病相关的DNA变异中的近90%。美国国立卫生研究院开发的数据库。

刘说，这种最新工具能够实现的变化的特异性还可以使研究人员更容易在实验室中开发疾病模型或研究特定基因的功能。

“这还处于初期，但最初的结果看起来很棒。”新泽西州普林斯顿大学研究DNA修复和基因编辑的布列塔尼·亚当森说。“您将会看到很多人在使用它。”

马萨诸塞大学医学院伍斯特分校的分子生物学家Erik Sontheimer说，主要编辑可能无法实现CRISPR–Cas9所能做的非常大的DNA插入或缺失操作，因此不可能完全取代成熟的编辑工具。 。这是因为对于主要编辑，研究人员想要进行的更改编码在RNA链上。该链越长，越容易被细胞内的酶破坏。

Sontheimer说：“不同类型的编辑仍需要不同类型的基因组编辑平台。”

但是与迄今为止开发的其他CRISPR替代方案相比，优质编辑似乎更加精确和通用。其中包括CRISPR–Cas9的修改版本，使研究人员可以将一个DNA字母换成另一个字母，以及较旧的工具(例如锌指核酸酶)，这些工具难以适应每个所需的编辑。

通过控制自由

CRISPR–Cas9和主要编辑均通过在基因组中的特定点切割DNA来起作用。CRISPR–Cas9断裂了DNA双螺旋的两条链，然后依靠细胞自身的修复系统来修补损伤并进行编辑。但是这种修复系统是不可靠的，可以在切割基因组的位置插入或删除DNA字母。这会导致无法控制的混合编辑，这些编辑在单元之间会有所不同。

此外，即使研究人员提供了指导基因组编辑的模板，大多数细胞中的DNA修复系统也比向基因组中添加特定的DNA序列更有可能进行那些小的随机插入或缺失。这使得研究人员难以使用CRISPR–Cas9用他们选择的序列覆盖一个DNA片段，在某些情况下几乎是不可能的。

主编辑会绕过这些问题(请参阅“精确编辑器”)。尽管它也使用Cas9识别特定的DNA序列(就像CRISPR–Cas9一样)，但主要编辑工具中的Cas9酶被修改为仅对一条DNA链形成切口。然后，另一种称为逆转录酶的酶在RNA链的引导下，在切点处进行编辑。

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