基因“魔剪”在非人灵长类中不会“打偏”脱靶

  科技日报讯(记者赵汉斌)CRISPR-Cas9基因编辑系统已被广泛应用于生物和医学研究,研究人员正在尝试利用它进行人类疾病的基因治疗,然而,它在临床前的安全性方面还缺少全面评估。记者从中科院昆明动物研究所了解到,近期该所多个课题组合作,发现这一基因编辑系统在非人灵长类中不会导致明显脱靶效应,因而有较高安全性。研究成果发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。

  此前,有研究表明CRISPR-Cas9系统在小鼠基因编辑中会造成大量脱靶突变。此外,对细胞系的研究发现,Cas9编辑细胞的基因组目标区域存在大片段结构变异。然而由于实验设计和数据分析方面的问题,加上啮齿动物未能在许多方面显示出人类疾病的特征,这些研究结果一直存在争议。

  猕猴作为与人类进化关系最近的可进行遗传操作的非人灵长类,在大脑发育以及脑结构上都与人类具有高度的相似性。因此,在猕猴疾病模型上探索Cas9基因编辑的脱靶效应,对未来的临床应用至关重要。中科院昆明动物研究所宿兵课题组、郑萍课题组、灵长类研究中心以及中科院营养与健康研究所徐书华课题组合作,利用CRISPR-Cas9系统构建了小头症基因-MCPH1敲除的猕猴模型。通过对多只基因敲除猴及其野生型父母本进行深度二代测序和分析,发现Cas9在灵长类基因组中并不会造成大量的新生突变。

  结果显示,这些新生突变不是Cas9造成的。此外长片段测序技术发现打靶区域并不存在大片段的结构变异。这些结果表明,CRISPR-Cas9基因编辑系统在非人灵长类中并不会造成明显的脱靶效应,具有比较高的安全性。

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