凭借设计简单,高效率和低成本,CRISPR/Cas9系统是目前基因编辑的热门工具。然而近期发表在NatureMethods杂志上题为“UnexpectedmutationsafterCRISPR-Cas9editinginvivo”的研究轰动了整个科研圈,通过全基因组测序分析表明,CRISPR基因编辑会引入数百种不可预估的突变到基因组中,引发了大家关于CRISPR系统潜在脱靶效应的热烈讨论。
文章所指出的大规模脱靶问题,对CRISPR的各种应用,尤其是临床的应用提出了尖锐的挑战。CRISPR是否真正安全?这些争论或将促使高深度全基因组重测序成为临床应用前的检测标准。
本文就CRISPR基因编辑的关键步骤和问题进行深入探讨,探索高效的解决方法,希望助广大CRISPR领域研究者一臂之力。
1脱靶效应CRISPR/Cas9系统主要包括两个元件:Cas9核酸内切酶和向导RNA。早先发现的guideRNA由tracRNA和crRNA两部分组成,两部分融合表达后,即sgRNA,能够识别靶DNA序列中保守的前间区序列邻近基序(Proto-spacerAdjacentMotifs,PAM),sgRNA通过与cas9蛋白结合,引导Cas9核酸内切酶定点切割靶向DNA。
图1.CRISPR/Cas9系统作用机制
如果sgRNA与基因组上其它位置(非靶序列)结合,便会引起脱靶效应,如何设计高效、特异性的sgRNA成为科学界最顶尖白癜风专家之一全国治白癜风最好医院