Science子刊：基因编辑工具CRISPR-Cas9遭遇新挫折！新研究揭示它可导致大量不想要的DNA重复
来源：本站原创 2020-02-26 20:35
2020年2月26日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自德国明斯特大学的研究人员发现，在小鼠进行常规的CRISPR-Cas9基因插入过程中，不必要的DNA重复频率很高。相关研究结果发表在2020年2月21日的Science Advances期刊上，论文标题为“Pervasive head-to-tail insertions of DNA te
2020年2月26日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自德国明斯特大学的研究人员发现，在小鼠进行常规的CRISPR-Cas9基因插入过程中，不必要的DNA重复频率很高。相关研究结果发表在2020年2月21日的Science Advances期刊上，论文标题为“Pervasive head-to-tail insertions of DNA templates mask desired CRISPR-Cas9–mediated genome editing events”。他们描述了他们如何发现不必要的DNA重复，并针对这一点提醒了其他的研究人员。
CRISPR-Cas9是一种在过去十年中开发的基因编辑技术。它切割出基因组中不需要的部分，并插入新的DNA片段。人们已经进行了许多研究来测试这种技术，以期有一天可以将它用于修复导致疾病的遗传缺陷。有关脱靶编辑的报道阻碍了这一目标的实现，这导致了旨在阻止脱靶编辑的新研究。在这项新的研究中，这些研究人员发现这种技术还可以导致大量不想要的DNA重复。
这一发现是偶然的，这是因为作为免疫学研究工作的一部分，他们当时正在研究基因S100A8编码的一种钙结合蛋白。为此，他们使用了CRISPR-Cas9来让这个基因无法表达蛋白，这是一种敲除编辑（knockout editing，即利用CRISPR-Cas9基因编辑剔除靶基因）的形式。他们先进行标准的PCR测试和随后进行更专业的PCR测试来检测靶基因，以确保一切按计划进行。研究结果表明，只有两次编辑取得了成功，这让他们感到吃惊。他们接着将一只成功进行基因编辑的小鼠与一只野生小鼠交配，以了解为何编辑成功率如此之低。通过使用一种特殊类型的PCR对小鼠后代进行的测试显示七只小鼠后代携带经过编辑的基因S100A8，其余的小鼠后代具有不想要的DNA重复。
这些研究人员对他们的发现感到震惊，于是他们进行了第二项研究，对小鼠的一个不同基因进行编辑。专业测试显示，在接受测试的50只小鼠中，有30只小鼠具有多个不想要的的基因组片段拷贝，而且这些拷贝是作为CRISPR-Cas9编辑的一部分插入到小鼠基因组中的。实验再次表明，标准PCR测试未能发现这些拷贝。
这些研究人员表示，他们的经验表明，其他人在先前的研究工作中可能具有不想要的基因插入片段拷贝，但是它们并没有记录在案。他们进一步提出科学家们在未来可使用更专业的测试技术。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Boris V. Skryabin et al. Pervasive head-to-tail insertions of DNA templates mask desired CRISPR-Cas9–mediated genome editing events. Science Advances, 2020, doi:10.1126/sciadv.aax2941.
2.High frequency of unwanted duplications in CRISPR-Cas9 edits
https://phys.org/news/2020-02-high-frequency-unwanted-duplications-crispr-cas9.html
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CRISPR-Cas9是一种在过去十年中开发的基因编辑技术。它切割出基因组中不需要的部分，并插入新的DNA片段。人们已经进行了许多研究来测试这种技术，以期有一天可以将它用于修复导致疾病的遗传缺陷。有关脱靶编辑的报道阻碍了这一目标的实现，这导致了旨在阻止脱靶编辑的新研究。在这项新的研究中，这些研究人员发现这种技术还可以导致大量不想要的DNA重复。
这一发现是偶然的，这是因为作为免疫学研究工作的一部分，他们当时正在研究基因S100A8编码的一种钙结合蛋白。为此，他们使用了CRISPR-Cas9来让这个基因无法表达蛋白，这是一种敲除编辑（knockout editing，即利用CRISPR-Cas9基因编辑剔除靶基因）的形式。他们先进行标准的PCR测试和随后进行更专业的PCR测试来检测靶基因，以确保一切按计划进行。研究结果表明，只有两次编辑取得了成功，这让他们感到吃惊。他们接着将一只成功进行基因编辑的小鼠与一只野生小鼠交配，以了解为何编辑成功率如此之低。通过使用一种特殊类型的PCR对小鼠后代进行的测试显示七只小鼠后代携带经过编辑的基因S100A8，其余的小鼠后代具有不想要的DNA重复。
这些研究人员对他们的发现感到震惊，于是他们进行了第二项研究，对小鼠的一个不同基因进行编辑。专业测试显示，在接受测试的50只小鼠中，有30只小鼠具有多个不想要的的基因组片段拷贝，而且这些拷贝是作为CRISPR-Cas9编辑的一部分插入到小鼠基因组中的。实验再次表明，标准PCR测试未能发现这些拷贝。
这些研究人员表示，他们的经验表明，其他人在先前的研究工作中可能具有不想要的基因插入片段拷贝，但是它们并没有记录在案。他们进一步提出科学家们在未来可使用更专业的测试技术。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Boris V. Skryabin et al. Pervasive head-to-tail insertions of DNA templates mask desired CRISPR-Cas9–mediated genome editing events. Science Advances, 2020, doi:10.1126/sciadv.aax2941.
2.High frequency of unwanted duplications in CRISPR-Cas9 edits
https://phys.org/news/2020-02-high-frequency-unwanted-duplications-crispr-cas9.html
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