DISCOVER-Seq——Science 检测CRISPR脱靶效应的新方法
CRISPR技术宝典
自从 CRISPR 基因组编辑技术问世以来，它已经显示出了治疗许多棘手疾病的巨大希望。然而，科学家们一直在努力确定与治疗有关的细胞类型的潜在非靶向效应，这仍然是临床转化的主要障碍。现在，Gladstone 研究所和创新基因组学研究所（IGI）的一组科学家与 AstraZeneca 合作开发了一种可靠的方法来实现这一点。
CRISPR 通过在特定位置切割 DNA 来编辑一个人的基因组。挑战在于确保该工具不会在 DNA 上的其他地方进行切割，即所谓的「脱靶效应」，可能会产生不可预见的后果。《Science》杂志的一项研究，两位第一作者，Beeke Wienert 和 Stacia Wyman，找到了解决这个问题的新方法。
「当 CRISPR 切割时，DNA 就会断裂，」Wienert 博士说，他之前在 Jacob E.Corn 的 IGI 实验室工作，现在是 Gladstone 研究所 Bruce R.Conklin 实验室的博士后学者。「因此，为了生存，细胞招募了许多不同的 DNA 修复因子到基因组中的特定位置来修复断裂，并将切割端重新连接在一起。我们认为，如果我们能找到这些 DNA 修复因子的位置，我们就可以确定被 CRISPR 切割的位置。」
为了验证他们的想法，研究人员研究了一组不同的 DNA 修复因子。他们发现其中一个叫 MRE11 的是对切口的第一反应者。根据 MRE11，科学家们开发了一种新技术，名为 DISCOVER-Seq，可以识别出 CRISPR 在基因组中切割的的确切位置。
Gladstone 的高级研究员兼 IGI 的副主任 Conklin 博士解释说：「人类的基因组非常庞大，如果你打印出全部 DNA 序列，你最终会得到一部 16 层楼高的小说。当我们想用 CRISPR 切割 DNA 时，就好像我们要在小说的某一页上删除一个特定的词。」
「你可以把 DNA 修复因子看作是书中添加的不同类型的书签，」他说。「虽然有些人可能会为整个章节添加书签，但 MRE11 是可以检索到更改后的确切字母的书签。」
目前存在不同方法来检测 CRISPR 的脱靶效应。然而，它们有局限性，从产生假阳性结果到杀死正在被检测的细胞。目前最常用的方法仅限于在实验室培养的细胞中使用，不包括在病人源干细胞或动物组织中使用。
「因为我们的方法依赖于细胞的自然修复过程来识别切口，所以已经证明它的侵入性小得多，而且更可靠，」Conklin 博士说，他现在在苏黎世 ETH 管理一个实验室。「我们能够在诱导多能干细胞、患者细胞和小鼠体内测试我们的 DISCOVER-Seq，研究结果表明，这种方法可能用于任何系统，而不仅仅是实验室。」
DISCOVER-Seq 方法通过扩大应用至新的细胞类型和系统，也揭示了 CRISPR 编辑基因组所用机制的新见解，这将有助于更好地理解该工具的生物学原理。
加州大学旧金山分校医学遗传学和分子药理学教授 Conklin 说：「新方法大大简化了识别脱靶效应的过程，同时也提高了结果的准确性。这可以让我们更好地预测基因组编辑在临床环境中的作用。因此，它是改善临床前研究和使 CRISPR 治疗更接近实际患者需要的关键步骤。」
原文检索：Unbiased detection of CRISPR off-targets in vivo using DISCOVER-Seq
