CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于生物和醫(yī)學(xué)研究，研究人員正在嘗試?yán)盟M(jìn)行人類疾病的基因治療，然而，它在臨床前的安全性方面還缺少全面的評估。記者從中科院昆明動物研究所了解到，近期該所多個課題組合作，發(fā)現(xiàn)這一基因編輯系統(tǒng)在非人靈長類中不會導(dǎo)致明顯的脫靶效應(yīng)，因而有較高安全性。研究成果發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。
此前，有研究表明CRISPR-Cas9系統(tǒng)在小鼠基因編輯中會造成大量脫靶突變。此外，對細(xì)胞系的研究發(fā)現(xiàn)，Cas9編輯細(xì)胞的基因組目標(biāo)區(qū)域存在大片段結(jié)構(gòu)變異。然而由于實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析方面的問題，加上嚙齒動物未能在許多方面顯示出人類疾病的特征，這些研究結(jié)果一直存在爭議。
獼猴作為與人類進(jìn)化關(guān)系最近的可進(jìn)行遺傳操作的非人靈長類，在大腦發(fā)育以及腦結(jié)構(gòu)上都與人類具有高度的相似性。因此，在獼猴疾病模型上探索Cas9基因編輯的脫靶效應(yīng)，對未來的臨床應(yīng)用至關(guān)重要。為了系統(tǒng)評估CRISPR-Cas9在靈長類基因編輯中的脫靶效應(yīng)，昆明動物研究所宿兵課題組、鄭萍課題組、靈長類研究中心以及中科院營養(yǎng)與健康研究所徐書華課題組合作，利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)構(gòu)建了小頭癥基因-MCPH1敲除的獼猴模型。通過對多只基因敲除猴及其野生型父母本進(jìn)行深度二代測序和分析，發(fā)現(xiàn)Cas9在靈長類基因組中并不會造成大量的新生突變。在Cas9編輯猴中，僅發(fā)現(xiàn)少量符合靈長類基因組自然突變率的新生突變，并且這些新生突變在基因組中隨機分布，沒有落在預(yù)測的潛在脫靶位置上。
結(jié)果顯示，這些新生突變不是Cas9造成的。此外，利用長片段測序技術(shù)，研究人員也對MCPH1基因的打靶區(qū)域進(jìn)行了深度測序和分析，發(fā)現(xiàn)打靶區(qū)域并不存在大片段的結(jié)構(gòu)變異。研究結(jié)果表明，CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)在非人靈長類中并不會造成明顯的脫靶效應(yīng)，具有比較高的安全性。(記者 趙漢斌)
關(guān)鍵詞： CRISPR-Cas9
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