最新研究強化了 CRISPR 基因編輯技術

透過直接改變活細胞內的 DNA 序列來編輯基因組的能力對於根治基因突變引發的疾病是很重要的。然而，現有的基因組編輯技術經常導致不需要的突變，或根本無法改變DNA序列。使用基因組編輯必須在 DNA 雙螺旋的兩條鏈上產生斷裂，並依靠細胞自身的 DNA 修復機制在序列中引入所需的序列改變。如果細胞無法有效準確地修復這些 DNA 雙鏈斷裂 (Double Strain Break; DSB)，基因組就會變得不穩定，細胞就會死亡。我們的細胞已經演化出兩種途徑來修復 DSB，一種稱為"非同源性末端接合 (NHEJ) "和具有獨特遺傳成分的同源定向修復 (HDR)。然而，細胞如何決定修復 DSB 以及所涉及的因素仍不清楚

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為了深入了解 DSB的詳細機制，由美國普林斯頓大學、麻省理工學院和懷特海生物醫學研究所的研究團隊發展了一項新技術" Repair-seq"，來了解 CRISPR 的遺傳篩選與特定於 DNA 位點的深度測序配對，以分析不同基因組編輯在目標 DNA 位點產生的突變範圍工具。這種新方法有助於了解 DNA 修復途徑如何在 DNA 序列中引入DNA的改變，此最新研究發表在頂尖學術期刊 " 細胞" 。 

Repair-seq 可以讓研究人員透過同時分析數百個基因如何影響DNA受損位點產生的突變，來解析不同途徑對修復特定 DNA 損傷的影響。然後，研究人員可以產生DNA 修復的機制模型，並了解這些機制如何影響基因組編輯。 研究團隊使用 Repair-seq 來深入研究由兩種可編程核酸酶 Cas9 和 Cas12a 誘導的 DSB 修復，進一步產生編輯序列圖譜。Repair-Seq 可以用來確定DNA鹼基和主要編輯結果的遺傳決定因素，幫助開發更高效、更精確的編輯工具。  研究團隊還應用 Repair-seq 來研究不同外部修復模板（寡核苷酸供體 oligonucleotide donors）的 DSB 修復。研究人員指出，這項研究確定了一系列基因上不同的DNA修復過程，透過這些過程，DNA模板序列在斷裂時被整合，並證明 Repair-seq 是一種靈敏的方法，可用於了解不同的基因組編輯技術如何與內源性修復過程相互作用，以幫助開發更高效、更精確的DNA編輯技術。