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Nat Biotechnol:科学家有望利用酶类测试来改善CRISPR基因编辑工具的精准性和有效性!

来源:本站原创 2020-09-21 16:24

2020年9月21日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中,来自德克萨斯大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新工具能帮助科学家们为特定的工作选择最佳的可用基因编辑选项,从而就使得CRISPR技术更加安全、便宜和高效。近年来,CRISPR基因编辑技术在改善人类健康、农业研究等方便表现出了巨大的潜力,但其所面临的挑战在于基因编辑的微妙性质,即不允许出错,为了实现基因编辑,科学家们会使用来自名为CRISPR的自然系统中几十种不同的酶类,随后他们会锁定出问题的DNA序列,紧接着利用酶类作为剪刀来剪断错误序列,使得遗传物质被添加、移除或改变,但这些剪刀或许并不完美,其准确性和有效性会因CRISPR酶和项目而异,而且新的工具会引导新的用户,因此研究者可以为其高风险的基因编辑选择最好的CRISPR酶类。

图片来源:CC0 Public Domain

研究者Steve Jones博士表示,我们设计了一种新方法,其能帮助检测这些不同的CRISPR酶的特异性,其能以一种前所未有的方式来对抗任何引起DNA序列的改变;当CRISPR酶靶向作用了错误的DNA片段后问题就会出现,每一种CRISPR酶在编辑不同的序列上都会存在一定的优缺点,因此研究人员就开始着手开发一种工具来帮助科学家们比较不同的酶类并寻找你一种能发挥用途的最佳酶类。

研究者表示,CRISPR并不是在实验室设计出来的,也并不是人类为了人类而设计的,其是细菌用来抵御病毒感染的天然工具;该工具在医学应用上有着不可思议的潜力,但医学研究的首要原则就是不给患者造成伤害,而科学家们研究的主要目的就是如何让CRISPR变得更加安全。这项研究中,研究人员开发了一种DNA序列文库,并测定了每一种CRISPR酶的准确性,利用酶编辑序列的时间以及编辑序列的准确性,对于某些任务而言,常用的酶类CRISPR-Cas9的效果最好,而在其它实验中,不同的酶类则表现更好。

Hawkins表示,这就像标准化考试一样,每个学生都会参加同样的考试,这样我们就能获得一个比较的基准,本文中,研究人员所开发的新型工具就能帮助他们在第一次尝试中选择最好的酶类,从而就能使得这个过程变得更加有效且便宜;此外,其还能为研究人员提供每个酶类最可能出现错误的地方的相关信息,这样就能节省一定的时间,这项技术也能为研究者降低风险提供一种新方法,其会使得基因编辑技术变得更能够进行预测及可控。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Jones, S.K., Hawkins, J.A., Johnson, N.V. et al. Massively parallel kinetic profiling of natural and engineered CRISPR nucleases. Nat Biotechnol (2020). doi:10.1038/s41587-020-0646-5

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