新工具能顯著降低基因編輯脫靶效應

記者5月19日從中國農科院獲悉，該院深圳農業基因組研究所左二偉研究組聯合中科院腦科學與智能技術卓越創新中心、中科院上海營養與健康研究所，根據蛋白結構預測了基因編輯過程中產生脫靶效應的重要氨基酸，並在不影響催化活性的情況下突變相應的氨基酸，最終得到了顯著降低基因編輯脫靶效應的單鹼基編輯工具。相關研究成果日前在線發表於《自然·方法學》（Nature Methods）雜志。

左二偉介紹，CRISPR/Cas9的衍生工具單鹼基編輯技術，可以在不切斷DNA雙鏈的情況下實現單核苷酸的定向突變，為治療單鹼基突變引起的遺傳性疾病帶來了希望。但2019年以來，其安全性受到了質疑。據認為，單鹼基編輯器會導致嚴重的DNA和RNA脫靶效應，臨床應用存在安全風險。此前，國內外多位科學家通過多種方式研究降低基因編輯DNA和RNA脫靶效應的方法，取得了一定進展，但也存在局限性。

左二偉團隊此次基於GOTI的方法是不受限制的，不僅可以檢測單鹼基編輯工具，還可以用來對其他基於ZFN、TALEN和CRISPR/Cas的基因編輯工具進行安全性檢測和改進。團隊使用GOTI和RNA-Seq同時檢測了突變體的DNA脫靶和RNA脫靶，並且發現DNA和RNA的脫靶是互相獨立的，需要同時檢測。研究獲得的YE1-BE3-FNLS是高精度、高活性單鹼基編輯工具，顯著降低了脫靶效應並提高了編輯效率，有望應用於遺傳疾病基因治療，推動基因編輯臨床化應用。