新的基因分析工具可追踪与CRISPR编辑相关的风险

发布时间：2024-04-15 15:56:01 栏目：精选知识

导读 自十多年前取得突破性发展以来，CRISPR 已经彻底改变了广泛领域的 DNA 编辑。现在，科学家们正在将该技术的巨大潜力应用于人类健康和疾...

自十多年前取得突破性发展以来，CRISPR 已经彻底改变了广泛领域的 DNA 编辑。现在，科学家们正在将该技术的巨大潜力应用于人类健康和疾病，针对癌症、血液病和糖尿病等一系列疾病寻找新疗法。



在一些设计的治疗中，患者被注射经过 CRISPR 处理的细胞或包装的 CRISPR 成分，目的是通过精确的基因编辑来修复患病细胞。然而，尽管 CRISPR 作为下一代治疗工具显示出巨大的前景，但该技术的编辑仍然不完善。基于 CRISPR 的基因疗法可能会对部分基因组造成意外但有害的“旁观者”编辑，有时会导致新的癌症或其他疾病。

需要下一代解决方案来帮助科学家解开靶向和脱靶 CRISPR 编辑背后的复杂生物动力学。但这种新工具的前景令人望而生畏，因为复杂的身体组织具有数千种不同的细胞类型，而 CRISPR 编辑可能依赖于许多不同的生物途径。

加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种新的遗传系统来测试和分析基于 CRISPR 的 DNA 修复结果的潜在机制。正如《自然通讯》中所描述的，博士后学者李志干、伊森·比尔教授和他们的同事开发了一种序列分析仪，以帮助跟踪目标和脱靶突变编辑以及它们从一代遗传到下一代的方式。基于前加州大学圣地亚哥分校研究员 David Kosman 提出的概念，集成分类器管道 (ICP) 工具可以揭示 CRISPR 编辑产生的特定突变类别。

ICP 在苍蝇和蚊子中开发，提供了遗传物质如何遗传的“指纹”，使科学家能够追踪突变编辑的来源以及潜在问题编辑中出现的相关风险。

加州大学圣地亚哥分校教授 Bier 表示：“ICP 系统可以清楚地确定特定昆虫个体是否从其母亲或父亲那里遗传了 CRISPR 机制的特定遗传成分，因为母本传播与父本传播会导致完全不同的指纹。”生物科学系。

ICP 可以帮助解决在确定 CRISPR 背后机制时出现的复杂生物学问题。虽然ICP是在昆虫中开发的，但它在人类应用中具有巨大的潜力。

研究第一作者 Li 表示：“ICP 在分析和追踪人类基因治疗后或肿瘤进展期间的 CRISPR 编辑结果方面有许多并行应用。” “这个变革性的灵活分析平台具有许多可能的有效用途，可确保尖端下一代健康技术的安全应用。”

ICP 还可以帮助追踪基因驱动系统的代际遗传，这些新技术旨在在阻止疟疾传播和保护农作物免受害虫破坏等应用中传播 CRISPR 编辑。例如，研究人员可以从正在进行基因驱动测试的田地中选择一只蚊子，并使用 ICP 分析来确定该个体是否从其母亲或父亲那里遗传了基因结构，以及是否遗传了有缺陷的元素缺乏该遗传元素的明确可见标记。

“CRISPR 编辑系统的准确率可以超过 90%，”Bier 说，“但由于它一遍又一遍地编辑，最终会出错。最重要的是，ICP 系统可以为您提供非常高分辨率的图像，显​​示可能出现的问题。”

除了李和比尔之外，合著者还包括郎友和安妮塔·赫尔曼。比尔实验室前成员科斯曼也为该项目做出了重要的智力贡献。