“更软”形式的CRISPR可以更准确的编辑基因

用CRISPR基因编辑能造成脱靶突变，但用一种切割DNA一条链而不是两条链的酶这似乎往往更少发生。

新科学家By Carissa Wong

1 July 2022

LIFE 

CRISPR用一种叫Cas9的酶来在精确位置切割DNA。

一种新形式的基因组编辑技术CRISPR可以提供一种更准确的来编辑造成基因疾病突变的方法。这种方法被在果蝇中测试，通过用从另一亲本继承的等效染色体作为一个模板在一个染色体的一个拷贝上修理一种基因突变。

CRISPR通常用一种叫Cas9的蛋白质工作，该蛋白质起分子剪刀的作用来在一个被靶向序列的场所切割一个DNA分子的两条链。这能允许新的DNA序列被插入在切口之间以替换突变的基因。

然而，这种插入通常对不到10%的细胞起作用，并且插入能不正确的发生或脱靶基因组的区域。

现在，加州大学圣地亚哥分校的爱善比尔和安娜拜耳圭查德及其同事已经开发了一种新型的CRISPR，能更有效地在一个突变的场所插入正确的DNA序列，有更少的脱靶效应。

比尔说，“我被震撼了，一般来说，用现有的CRISPR技术，你不得不担心大约1%的编辑是错误的或脱靶的。我会说的是就我们的系统的情况，它会更像是10000分之一”。

该方法用一种Cas9酶的叫一个切酶的变体，切酶仅切割DNA双倍螺旋体的一条链。比尔说，“我们发现了'轻轻的'切或切割DNA的一条链是甚至比做出一个干净的双链断开更有效”。

研究人员在有过一个将它们的眼睛变白而不是变红的突变的果蝇身上测试了这种方法。他们发现这种切酶系统纠正了高达65%的细胞中的眼睛颜色突变，给果蝇红眼睛。使用Cas9的标准CRISPR校正了高达30%的细胞中的突变，造成每只眼睛都有一小块红块。

圭查德说，“这是一个真的令人难以置信的时刻。当我们立即看到它了时，我们知道了我们已经发现了一些绝对惊人的东西”。

该团队没有引入任何额外的DNA片段作为一个细胞来纠正染色体上突变的模板，因此分子机器必须已经用另一条染色体------从另一个亲本继承的------ 作为一个模板。该团队能够确认情况确实如此。

用另一条对应的染色体对一条染色体的DNA修复一般不被认为是可能的。但最近的发现暗示在还没有被确定的特定情况下这偶尔发生。

比尔说，“有不断累积的当你在一种哺乳动物细胞中的一条染色体创造破坏时然后不知怎的招募另一条染色体的证据。然后，被破开的区域从另一条染色体获得创可贴”。

“我们真的不理解是什么对这样做负责的。这项工作的一个令人兴奋的元素是它开辟一条发现负责这一新类别修复的整套组件的途径”。

如果它被证明在人类中起作用，这种方法可能潜在的修复任何与疾病相关的在匹配的染色体上有一个健康的副本的基因突变。这意味着它将不能够修复男孩、男性和跨性别女性中的X染色体上的突变，他们缺乏该性染色体的一个第二个副本。它也对来自父母双方染色体上刚好有相同疾病相关的突变的人不起作用。

期刊参考: Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abo072

https://www.newscientist.com/article/2326976-softer-form-of-crispr-may-edit-genes-more-accurately/