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基因组所基因编辑研究成果入选2019年度中国生命科学十大进展

来源:赵华、左二伟 发布者: 时间:2020年01月10日

  近日,中国科协生命科学学会联合体发布了《2019年度中国生命科学十大进展》。基因组所左二伟研究员的“单碱基基因编辑造成大量脱靶效应及其优化解决方案”研究成果成功入选。

  

  胞嘧啶单碱基编辑器的靶向效应和脱靶效应

  

  该研究针对新一代基因编辑工具CRISPR/Cas9的脱靶风险,建立了一种被命名为“GOTI”的全新一代基因编辑脱靶检测技术。该技术摒弃传统的、具有局限性的依赖计算机软件预测或DNA测序检测等方法,通过基因编辑2-cell阶段小鼠胚胎细胞,在单细胞层面且具有完美对照的情况下,实现了对多种目前主流基因编辑工具的脱靶检测。借助“GOTI”工具,左二伟研究员及其合作者发现之前普遍被认为是安全的单碱基基因编辑技术存在严重的、无法预测的DNA脱靶问题。“GOTI”是一种在灵敏性、准确性和适用范围上远超之前的脱靶检测技术,有望基于“GOTI”技术开发出精度更高、安全性更好的新一代基因编辑工具,建立行业新标准。

  

  在上述研究工作的基础上,研究团队进一步将脱靶检测范围扩大至RNA水平,发现常用的两种单碱基编辑技术均存在大量的RNA脱靶。研究团队通过对单碱基编辑工具进行改造,筛选到既保留高效的单碱基编辑活性又不会造成额外脱靶的新一代高保真单碱基编辑工具,为单碱基编辑应用于临床治疗提供了重要的基础。

  

  CRISPR/Cas9是受到广泛关注的新一代基因编辑工具,自从2012年被发明以来,它一直以其高效性和特异性备受期待。学术界普遍认为基于CRISPR/Cas9及其衍生工具的临床技术将为人类的健康做出巨大贡献。但由于其存在脱靶风险,并且脱靶效应可能会引起包括癌症在内的多种副作用。因此,准确可靠的脱靶检测技术已经成为CRISPR/Cas9机器衍生工具能否最终走上临床治疗疾病的关键。

  

  左二伟研究员及其合作者的研究,让学术界重新审视单碱基编辑器等新兴技术的应用风险,并通过建立更灵敏、更准确、更广泛适用的脱靶检测技术和新一代高精度单碱基编辑工具,推动建立行业新标准,让新兴技术的应用更近一步。

  

  该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心杨辉组与中科院上海生命科学研究院营养与健康研究所李亦学组和中国农科院深圳基因组研究所左二伟组合作完成,相关研究成果分别发表于《科学》(Science,2019,364:289-292)和《自然》(Nature,2019,517: 275-278)杂志。

  

  

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