Genome Res:加強版CRISPR-Cas9:可更精準編輯基因!脫靶效應大大降低!

2020-11-24 生物谷

2018年2月7日訊 /生物谷BIOON /——基因療法是治療基因突變導致的疾病的一種新型策略。一種基因療法涉及使用基因編輯技術CRISPR-Cas9直接修復缺陷基因。儘管它具有治療潛力，但是也會導致不想要的甚至是有害的基因錯誤，因而限制了它的臨床應用。在一項最近發表於《Genome Research》上的新研究中，來自大阪大學的研究人員發現了一種改進版的CRISPR-Cas9系統，能夠在顯著降低編輯錯誤的情況下進行基因編輯。


圖片來源：Cancer Research UK

CRISPR-Cas9系統通過將Cas9蛋白（切割DNA）和短的引導RNA（sgRNA，告訴Cas9該切割的地方）結合發揮效應。這兩種分子結合在一起可以靶向基因組中的任何基因進行編輯。但是更大的挑戰在於如何靶向編輯基因實現特殊的基因變化。

「Cas9切割DNA的兩條鏈，可以把靶基因切割成兩段。」該研究主要研究員Shinichiro Nakada說道。「細胞會嘗試通過將兩段DNA連接在一起修復這些損傷，但是結果卻並不精準，常常帶來意外的突變。」

細胞具有一套精準修復系統，可以使用DNA作為模板修復損傷。這個模板可以使細胞更精準地修復DNA。因此通過引入外源DNA給細胞提供不同的模板，可以精準修復缺陷基因。

「問題在於Cas9切割很難以精準的方式修復。」Nakada說道。「因此我們使用了一種改進版的Cas9，僅僅攻擊一條鏈。我們發現當我們把靶基因和供體DNA結合後，我們能夠更精準地修復靶基因。」

研究人員發現與傳統技術相比，這項技術可以顯著降低意外的基因突變。在一項實驗中，傳統技術在超過90%的情況下都會產生意外突變，而這項新技術產生意外突變的情況低於5%。值得注意的是，這項精準技術並沒有犧牲基因編輯的效率。

「我們的研究是一個概念驗證性研究，我們發現靶基因攻擊可以在不切割DNA的情況下更精準進行基因編輯。」Nakada補充道。「精準Cas9系統可能以一種更有效、精準的方式治理一系列疾病。我們很高興我們現在的技術能夠與基因編輯技術結合在一起。」（生物谷Bioon.com）

如何規範基因編輯技術的合理應用，如何促進基因編輯技術的臨床轉化，是值得探討的問題。另外也有許多科研工作者和臨床醫生關心基因治療的臨床進展。為此，生物谷將舉辦2018基因編輯與基因治療國際研討會，邀請國內外一線專家, 臨床醫生深入研討，推動交流與合作。 

【大會日程】

2018年3月24日  

08:55-09:00 開幕致辭（TBD） 

09:00-09:40【應用CRISPR和大數據挖掘技術篩選新藥（擬）】 

劉小樂 哈佛大學公共衛生學院生物統計與計算生物學系終身正教授

09:40-10:20 【利用基因編輯敲除CAR-T細胞免疫檢查點 】

王皓毅 中國科學院動物研究所基因工程技術研究組組長

10:20-10:40 茶歇&展臺參觀 

10:40-11:20 【CRISPR-Cas9雙敲系統對BRAFV600E型黑色素瘤細胞耐藥性的基因相互作用研究】

謝震 清華大學特別研究員

11:20-12:00【Using stem cell and gene editing techniques to study and treat aging-associated disorders】 

劉光慧 中國科學院生物物理研究所教授

12:00-14:00 午餐&休息 

14:00-14:40 【基因編輯大規模篩選在多能幹細胞肝向分化和肝臟再生研究中的應用】 

丁秋蓉 中科院上海生命科學研究院研究員

14:40-15:20 【微生物基因編輯技術及在合成生物學中的應用】 

溫廷益 中國科學院微生物研究所研究員

15:20-15:40 茶歇&展臺參觀 

15:40-16:10【基因治療的發展現狀和我國面臨的機遇和挑戰】

鄧洪新 四川大學華西醫院

16:10-16:50 【脊髓性肌萎縮症新藥Spinraza的研發與現狀】 

華益民 蘇州大學神經科學研究所教授

16:50-17:30 圓桌討論：

【面對基因編輯技術的快速發展與基因治療取得的臨床突破，我們是否做好了準備？】（技術的安全性、有效性、如何監管以及醫保支付） 


2018年3月25日 

09:00-09:40 【基因治療leber遺傳性視神經病變】 

李斌 華中科技大學同濟醫院教授、主任醫師

09:40-10:20 【利用外源基因治療重大慢性疾病 】 

趙子建 廣東工業大學教授

10:20-10:40 茶歇&展臺參觀 

10:40-11:20 【 Synthetic designer cells for biomedical applications】

葉海峰 華東師範大學生命科學學院教授

11:20-12:00 【基因治療的非病毒與病毒載體系統 】

蔡宇伽 上海交通大學研究員

12:00-14:00 午餐&休息  

14:00-14:40 【我國原發性免疫缺陷病診治現狀】

陳同辛 上海兒童醫學中心主任醫師、教授

14:40-15:20 TBD 

15:20-15:40 茶歇&展臺參觀 

15:40-16:10 TBD

大會聯繫人：何春幸

E-mail: chunxing.he@medsci.cn

Mt: 17321087523 微信號medscihuiyi01

會議官網：http://meeting.bioon.com/2018GeneEditing


參考資料：

Kazuhiro Nakajima, Yue Zhou, Akiko Tomita, Yoshihiro Hirade, Channabasavaiah B. Gurumurthy, Shinichiro Nakada. Precise and efficient nucleotide substitution near genomic nick via noncanonical homology-directed repair. Genome Research, 2017; DOI: 10.1101/gr.226027.117

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