CRISPR / Cas9基因编辑剪刀不如我们想象的那么准确但有一些修复

RISPR基因编辑技术正在彻底改变医学和生物学。这种技术使科学家能够比以前的基因编辑技术更精确，更轻松地编辑DNA。但是一项新的研究质疑了该技术的精确性。

基因编辑的希望是它能够治愈和纠正疾病。迄今为止，已经报道了许多成功，包括治疗小鼠的耳聋，以及改变细胞以治愈癌症。

在人类患者中进行的大约17项临床试验是对白血病，脑癌和镰状细胞性贫血(其中红细胞变形，导致它们死亡)进行基因编辑测试。在临床实施CRISPR技术治疗癌症或先天性疾病之前，我们必须解决该技术是否安全和准确。

CRISPR如何再次发挥作用?

CRISPR技术利用分子剪刀(称为“Cas9”的细菌酶)来切割我们想要靶向的DNA，然后我们可以将DNA粘贴到我们已经去除的DNA中。Cas9通过利用与Cas9相关的指南(如地图)来识别整个人类基因组中的特定DNA片段。

Cas9可以在体内持续数小时至数周。当它保留在体内时，Cas9可以一遍又一遍地切割和粘贴其他DNA片段(“脱靶”)或DNA靶片段(“靶向”)。

新研究发现了什么

今天发表在Nature Biotechnology上的一项研究探讨了Cas9剪刀的准确性。英国剑桥桑格研究所的科学家们试图确定Cas9的切割和粘贴过程是否足够准确，可以安全地用于人类治疗疾病。

为了回答这个重要的问题，他们详细检查了小鼠胚胎干细胞和细胞附近的人类细胞中的DNA片段，这些片段被切割以确定它们是否受到影响。

他们发现DNA被修复后(新的DNA粘贴到“切割”部分)，剪刀继续一遍又一遍地切割DNA。他们在切割部位附近发现了重要区域，其中DNA被移除，重新排列或倒置。

如果DNA片段被移除或倒置(基因转换)，基因修饰可能是危险的，甚至导致疾病。虽然这看起来很可怕，但使用新的测序技术可以克服这个问题。

我们可以用不同的剪刀吗?

有几种方法可以解决这个问题。一种选择是从主体中隔离我们希望编辑的单元格，并仅重新注入我们知道已正确编辑的单元格。

例如，对于杀死癌细胞至关重要的淋巴细胞(白细胞)可以从体内取出，然后使用CRISPR进行修饰以提高它们的癌症杀伤特性。可以对这些细胞的DNA进行详细测序，只选择准确和特异性基因修饰的细胞并将其递送回体内以杀死癌细胞。

虽然这种策略对于我们可以从体内分离的细胞是有效的，但是一些细胞，例如神经元和肌肉，不能从体内移除。这些类型的细胞可能不适合使用Cas9剪刀进行基因编辑。

幸运的是，研究人员发现了其他形式的CRISPR系统，它们不需要切割DNA。一些CRISPR系统仅切割RNA，而不切割DNA(DNA含有遗传指令，RNA传达如何合成蛋白质的说明)。

由于RNA在降解前仅在特定时间段内保留在我们的细胞中，这将允许我们控制CRISPR系统递送的时间和持续时间并将其逆转(因此剪刀仅在短时间内起作用)。

发现这对于小鼠痴呆是成功的。类似地，一些CRISPR系统只是改变DNA的字母，而不是切割它们。这对于导致小鼠遗传性耳聋等疾病的特定突变是成功的。

简而言之，在临床使用CRISPR之前，我们仍然需要了解Cas9剪刀在细胞中的作用。

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