【ASHG 2019】CRISPR诱导的脱靶突变其实很罕见

近日，加拿大病童医院的研究人员在美国人类遗传学会年会（ASHG 2019）上报告称，他们评估了经过CRISPR-Cas9基因编辑的实验室小鼠，并发现Cas9诱导的脱靶突变很少被鉴定出。

关于CRISPR-Cas9是否会诱导脱靶突变，以及严重程度如何，目前的多项研究存在着互相矛盾的结论。不过，这些结果可能存在局限性，因为大多数只研究了少量的向导RNA，可能存在序列或染色体位置的偏倚。

如今，这个“敲除小鼠表型分析项目”的研究人员利用了162种不同的向导RNA，在小鼠模型中研究CRISPR-Cas9诱导的脱靶突变的程度。在平时的工作中，他们经常要用到CRISPR-Cas9基因编辑来产生特定突变的小鼠。因此，这也是他们关心的问题。

这个项目的负责人，加拿大病童医院表观基因组学中心的科技发展高级主管Lauryl Nutter表示：“我们想知道，我们要在多大程度上担心脱靶诱变？”

研究团队在小鼠胚胎中进行了51次CRISPR-Cas9基因组编辑实验，以产生可传递给后代的特定突变。之后，他们利用全基因组测序评估了这些基因组中的突变以及25只近交对照小鼠。

他们鉴定了20个基因的CRISPR-Cas9诱导脱靶突变，平均每个品系有2.3个。对于其余31个品系，他们未鉴定出脱靶诱变。相比之下，研究人员从每只动物中鉴定出3500个自然发生的突变。

“令人惊讶的是，这些结果表明，自然发生的突变数量远远超过了Cas9引入的突变，” Nutter说。“同时还表明，如果正确设计了向导RNA，那么脱靶诱变是非常罕见的。”

除了量化CRISPR-Cas9引入的脱靶突变，这些发现还对实验室近交小鼠品系在遗传学研究中的应用具有重要意义。

Nutter解释说：“过去，我们总是利用近交小鼠品系来研究小鼠的遗传学，因为它们的基因组仅在特定位置存在差异，而我们假设小鼠的任何差异都是由这些差异引起的。然而，我们发现，即使是同一窝的小鼠，也可能存在成千上万自然发生的遗传变异。”

研究人员希望这项研究的结果将对基因编辑研究的实验设计产生积极影响。他们认为，这些知识对评估遗传学疗法的安全性和有效性具有重要意义。

原文检索

Nutter LMJ, Khalouei S, Heaney JD et al. Whole genome sequencing puts Cas9 off-target mutagenesis into the context of genetic drift. Presented at: American Society of Human Genetics 2019 Annual Meeting. Houston, TX, USA, 15 – 19 October 2019

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