广岛大学 这张照片显示了通过根据细胞周期阶段控制CRISPR-Cas9的激活来提高同源导向修复效率和抑制非靶效应的可能机制
信用:野村渡边 一组研究人员开发了一种有前途的方法来解决CRISPR-Cas9的问题，即不需要的基因变化，这种方法允许他们关闭基因编辑，直到它到达更精确的修复可能发生的关键细胞周期阶段。
广岛大学和东京医科齿科大学大学的研究人员在《通讯生物学》上发表了他们的研究结果，成功地证明了一种更精确的基因编辑，并抑制了被称为非目标效应的非故意的基因缺失、插入或突变
虽然以前的方法被开发出来，报告了与CRISPR技术相关的较少的非目标效应，但研究人员说这些方法通常表现出较低的编辑效率
“我们旨在开发一种方法来避免被称为非目标效应的副作用，这是基因组编辑领域最具挑战性的问题之一，”该研究的作者之一、胡的生物医学和健康科学研究生院的教授渡边野村说
“我们的方法就像一石二鸟
我们可以同时提高基因组编辑的精确度和抑制非目标效应
" 基因编辑中的更多控制 CRISPR-Cas9作为一种更简单、更便宜的工具，开辟了基因编辑的新领域
就像剪刀一样，它可以剪断你想要改变的遗传物质
然而，这一过程也可能产生非目标效应，限制其在治疗领域的应用
为消除非目标效应而开发的最新方法是使用抗CRISPR蛋白AcrIIA4，它的作用就像一个“关闭开关”，可以停止SpyCas9的基因组编辑活动
研究人员将AcrIIA4与人Cdt1的N端区域融合——这是一种有助于确保每次细胞分裂只发生一次DNA复制的基因——最终使基因编辑失活，直到S期和G2期，即同源导向修复(HDR)占主导地位的细胞周期阶段。
HDR是生物体使用的两个脱氧核糖核酸修复过程之一，同时还有非同源末端连接(NHEJ)
然而，在这两种方法中，HDR是首选方法，因为修复依赖于每个细胞中存在两个染色体拷贝
HDR使用复制的染色体作为修复的模板，这使得基因编辑更加精确，而NHEJ只是倾向于连接脱氧核糖核酸的断裂端
HDR发生在细胞周期的S期和G2期，而NHEJ发生在所有的阶段，尤其是在G1——周期间期的第一阶段，细胞在此生长，为DNA复制做准备
研究人员发现Aria4-Cdt1融合的数量取决于细胞周期
它在G1阶段增加，阻止基因编辑的发生，因此，通过NHEJ停止修复
同时，在随后的S、G2和M阶段，它会减少
“HDR使用AcrIIA4-Cdt1的效率提高了约4
与单独使用SpyCas9相比增加了0倍
在靶位点或非靶位点1 (HCN1基因)，突变率降低了86
5%
此外，非靶位点2 (MFAP1基因)的突变率从8
5%至0
研究人员在研究中说:“6%使用AcrIIA4-Cdt1。”
“SpyCas9和AcrIIA4-Cdt1的共同表达不仅增加了HDR的频率，而且抑制了非靶效应
因此，SpyCas9和AcrIIA4-Cdt1的组合是细胞周期依赖的Cas9激活系统，用于精确和有效的基因组编辑
" 野村证券表示，他们希望进一步提高该系统的精确度，以便在治疗领域安全使用
“我们设想将我们的系统应用于其他CRISPR/抗CRISPR组合以及其他基于CRISPR的基因编辑器，如碱基编辑器和靶向转录介质，”他说
“我们的最终目标是开发一个可以安全用于医疗领域的基因组编辑系统
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
