3月1日,，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院（深圳）農(nóng)業(yè)基因組研究所（以下簡稱“基因組所”）左二偉課題組與中科院神經(jīng)科學(xué)研究所,、中科院馬普計(jì)算生物學(xué)研究所、斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)系合作開發(fā)出一種全新的檢測基因編輯工具脫靶的技術(shù)。這種被命名為“GOTI”的技術(shù)，在精度、廣度和準(zhǔn)確性上遠(yuǎn)超越之前的脫靶檢測技術(shù),，有望由此開發(fā)特異性更好、安全性更高的新一代基因編輯工具,，并建立新的行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn),。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《科學(xué)（Science）》上。

  這篇題為《Cytosine base editor generates substantial off-target single-nucleotide variants in mouse embryos（胞嘧啶單堿基編輯會(huì)導(dǎo)致大量單核苷酸突變的脫靶）》的論文,，被《科學(xué)》審稿人數(shù)次用“elegant”（優(yōu)美的）高度評價(jià),，認(rèn)為中國科學(xué)家通過簡潔而高效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)解決了復(fù)雜的科學(xué)問題，頗有些“四兩撥千斤”的意味,。

論文第一作者：左二偉

論文共同第一作者：袁堂龍

  基因組編輯技術(shù)可對特定基因進(jìn)行精準(zhǔn)定點(diǎn)誘變,，從而改變其調(diào)控的特定性狀，在保證全球糧食安全,、人類健康方面有著巨大的應(yīng)用潛力,。其中，最為突出的是基于CRISPR/Cas9的基因組編輯技術(shù),，通過對目標(biāo)基因的精準(zhǔn)編輯使基因組產(chǎn)生與自然突變或遺傳誘變性質(zhì)完全相同的,、可穩(wěn)定遺傳的變異，且不攜帶任何外源轉(zhuǎn)基因,。自從2012年被發(fā)明以來,，CRISPR/Cas9一直以其高效性和特異性備受世人的期待。并且David Liu實(shí)驗(yàn)室在此基礎(chǔ)上發(fā)明單堿基編輯器Base editor,，能夠?qū)崿F(xiàn)特定位點(diǎn)單堿基突變,。但是現(xiàn)有檢測基因編輯脫靶方法存在很大的局限性，尚無法很好檢測基因編輯過程中產(chǎn)生的單堿基突變,。因此需要一種特異性更好、準(zhǔn)確度更高的脫靶效應(yīng)的檢測方法,。

  左二偉等人的研究建立了新型脫靶檢測技術(shù)GOTI,，并使用該技術(shù)發(fā)現(xiàn)新興的單堿基編輯技術(shù)可能導(dǎo)致大量無法預(yù)測的脫靶。該研究顯著提高基因編輯技術(shù)脫靶效應(yīng)檢測的靈敏性,，并且不借助于任何脫靶位點(diǎn)預(yù)測技術(shù),，可以檢測到之前的脫靶檢測手段無法發(fā)現(xiàn)的完全隨機(jī)的脫靶位點(diǎn),，為評估基因編輯工具的安全性提供了突破性的新工具，GOTI技術(shù)將成為衡量基因編輯技術(shù)是否能最終應(yīng)用于臨床等領(lǐng)域的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),。同時(shí),，GOTI基因編輯脫靶檢測技術(shù)的發(fā)明，可促使科研人員據(jù)此開發(fā)精度更高,、安全性更好的新一代基因編輯工具,。

(A)實(shí)驗(yàn)流程. (B) 脫靶位點(diǎn)數(shù)目比較。Cre-, Cas9-, BE3- and ABE7.10組分別有14+/-12(SEM, n=2),12+/-4 (SEM, n=11),283+/-32 (SEM, n=6)和10+/- 5 (SEM, n = 4)個(gè)SNVs,。(C) 突變類型的分布比較. 每個(gè)格子中的數(shù)字表示該種突變類型占全部突變的比例 (D) 脫靶SNVs富集在基因組中的轉(zhuǎn)錄區(qū)域,。(E) Genes 包含脫靶位點(diǎn)的基因在細(xì)胞胚胎中有更高的表達(dá)量。

文章鏈接：

http://science.sciencemag.org/content/early/2019/02/27/science.aav9973