先進科學:基因編輯如何擺脫“脫靶”困擾
基因組編輯技術是當前生命科學研究的前沿領域。在多種不同的基因組編輯方法,以CRISPR/Cas9系統最為便捷、高效,應用也最廣泛。 但CRISPR技術存在的脫靶效應依舊是影響其能否廣泛應用的主要限制因素,如何正確評估、檢測脫靶效應,并提出相應的策略降低脫靶效應,是當前基因編輯研究領域的重要研究方向。 近日,華中農業大學棉花遺傳改良團隊一篇相關綜述,系統總結了當前的基因編輯工具、基因編輯產生的脫靶效應及類型、脫靶效應的機理、動植物的脫靶效應存在的問題;并總結了如何進行sgRNA設計,脫靶效應的評估和預測,避免和減輕脫靶效應的策略以及對預期基因組編輯結果的影響。該論文在線發表于國際綜合性期刊《先進科學》。CRISPR/Cas9系統的脫靶效應。金雙俠供圖金雙俠在華中農大作物遺傳改良國家重點實驗室查看基因編輯的棉花材料。 基因編輯雖好,脫靶是個問題 相對于以往研究基因功能的工具,以CRISPR/Cas9 為代表的基因編輯的效......閱讀全文
基因科學和醫學領域的新學科——脫靶基因組編輯
隨著基因組編輯技術的不斷發展,基因組編輯設計過程中的非特異性基因突變導致的脫靶效應形成了一門新的基因科學學科和醫學學科。基因編輯和檢測方法,基因改變的解析方法或對照參考的不同,使基因組編輯發生脫靶效應,從而導致不同程度的短期和長期副作用,毒性或動力學改變。對基因組編輯產生的直接或間接的動態脫靶效
證實CRISPR/Cpf1基因組編輯幾乎沒有脫靶效應
作為CRISPR基因組編輯的新工具,Cpf1因其不同于Cas9的性質而引起人們的廣泛關注。它只需要單個RNA,即crRNA(CRISPR RNA),因而組裝更加簡單;它的交錯切割模式可能促進利用所需的序列替換現有的DNA序列;它識別富含胸腺嘧啶的DNA序列,而且相對于Cas9識別的富含鳥嘌呤的序
先進科學:基因編輯如何擺脫“脫靶”困擾
基因組編輯技術是當前生命科學研究的前沿領域。在多種不同的基因組編輯方法,以CRISPR/Cas9系統最為便捷、高效,應用也最廣泛。 但CRISPR技術存在的脫靶效應依舊是影響其能否廣泛應用的主要限制因素,如何正確評估、檢測脫靶效應,并提出相應的策略降低脫靶效應,是當前基因編輯研究領域的重要研究
新技術可靈敏檢測基因編輯是否脫靶
基因編輯的“子彈”如果沒有命中目標,就會產生脫靶效應,可能會導致諸如癌癥等不良的基因變異。這種風險讓人們對這種新的技術手段望而卻步。近日,中國科學院神經科學研究所與國內外研究機構的研究者們合作開發了一種被命名為GOTI的技術,能夠準確、靈敏地檢測到基因編輯方法是否會產生脫靶效應,使基因編輯技術向
給基因編輯做“體檢”:讓脫靶無處隱藏
?研究人員在觀察胚胎培養情況。 中科院神經科學研究所供圖 “漸凍人”(運動神經元癥)、“玻璃娃娃”(成骨不全癥 )、“月亮孩子”(白化病)、地中海貧血……各種各樣的罕見病一直因發病率低而缺乏有效的治療方案,給患者和家庭帶來無限的痛苦。 據統計,全球有7000多種罕見病,其中80%的罕見病是單基因
Nature子刊:巧解基因編輯脫靶問題
科學家們發現,只需要對一種強力基因編輯工具作一個簡單的改動,就能大大提高它的特異性。 在合成蛋白CRISPR-Cas RNA引導性核酸酶(RNA-guided nucleases,RGNs)中,引導性RNA(gRNA)是一個重要的組分。麻省總醫院(MGH)的研究人員發現,對gRNA的長
世界首次證實單堿基基因編輯存在脫靶效應
基因編輯技術越來越火,然而針對基因編輯工具最大的風險——脫靶效應,一直以來缺乏良好的檢測工具。記者從中科院神經科學研究所獲悉,其團隊與多家機構合作完成的研究,建立了一種在精度、廣度和準確性上遠超越之前的基因編輯脫靶檢測技術,這一技術首次證實:近年來興起的單堿基編輯技術有可能導致大量無法預測的脫靶
基因編輯會議召開在即指點如何避免脫靶效應
生物谷主辦的第四屆基因編輯與臨床應用研討會將于2017年6月9-10日于上海召開。 本屆會議的主題為基因編輯對于疾病的精準治療。 對于基因編輯技術對于生命科學以及醫學研究領域所帶來的突破, 我們毋庸置疑。 但是未來如果基因編輯技術用于疾病治療, 我們必須考慮這一技術的安全性問題。 5月30日,
DNA堿基編輯器或能誘導大量脫靶RNA突變!
DNA堿基編輯方法能夠直接在基因組DNA中進行點突變的校正,同時并不會產生任何雙鏈的斷裂(DSBs,double-strand breaks),但潛在的脫靶效應常常限制了這些方法的應用,腺相關病毒(AAV)是DNA編輯基因療法中最常用的傳遞系統,由于這些病毒能夠在體內持續維持基因表達的功能,因此
遺傳發育所-個體水平發現單堿基編輯系統存在脫靶效應
人類遺傳疾病和農作物農藝性狀很多情況下是由基因組中的單個或少數核苷酸的突變引起的。因此,基因組中關鍵核苷酸變異的鑒定與定向修正是人類遺傳疾病治療及動植物育種的重要方向。基因組編輯工具單堿基編輯器的開發,為定向編輯和修正基因組中的關鍵核苷酸變異提供了重要工具,展現了其在遺傳疾病治療與動植物新品種培
通過計算模型預測先導編輯效率及脫靶率,拓展應用前景
CRISPR基因編輯技術自問世以來,就展現出無可比擬的優勢,并深刻改變了基因編輯領域乃至整個生命科學的研究模式。近年來,基于CRISPR系統開發的先導編輯(Prime Editing,PE)引起科學家們的關注,有望引領基因編輯的全新變革。 先導編輯是由劉如謙(David Liu)實驗室于201
David-Liu團隊發表新型基因編輯工具,有效減少脫靶效應
目前,CRISPR–Cas9基因編輯工具雖然可以輕松地改變基因組,但其容易導致脫靶效應等意想不到的編輯后果。為更好地控制基因編輯的進行,科學家們在開發不同的替代方法方面進行了不懈的努力。 2019年10月21日,單堿基編輯技術開創者、Broad研究所David Liu教授研究團隊在頂級學術期刊
體內基因組編輯介紹
這應該是最受期待的基因治療方法,即使用基因編輯技術直接修改體內突變的靶DNA,消除致病基因,恢復身體功能。這種方法的優點是可以治愈這種疾病。例如,在亨特綜合征或血友病A患者中,尿酸-2-硫酸酯酶(IDS)或凝血因子-8在體內沒有正常表達。如果將IDS或八因子基因插入基因組,它可以終身正常表達;缺點是
科學家首次證實線粒體堿基編輯器的脫靶效應
?脫靶檢測技術工作流程。中國農科院供圖? ? 日前,中國農業科學院深圳農業基因組研究所左二偉團隊與國內其他科研單位合作,首次證實線粒體堿基編輯器(DdCBE)會導致核基因組嚴重的脫靶效應,因而醫學應用存在嚴重的安全風險。該研究對研發高效安全的線粒體堿基編輯器具有指導意義。相關研究成果在線發表在《
科學家首次證實線粒體堿基編輯器的脫靶效應
?脫靶檢測技術工作流程。中國農科院供圖 日前,中國農業科學院深圳農業基因組研究所左二偉團隊與國內其他科研單位合作,首次證實線粒體堿基編輯器(DdCBE)會導致核基因組嚴重的脫靶效應,因而醫學應用存在嚴重的安全風險。該研究對研發高效安全的線粒體堿
基因編輯新進展:-關鍵酶消除CRISPRCas技術脫靶效應
近來全球興起的CRISPR-Cas編輯技術是基于細菌和古細菌天然防御機制的一項技術。與真核生物體內的RNA干擾過程極為相似,CRISPR-Cas 技術能夠特異性切割核酸片段,不過該技術也有可能發生非特異性切割,引起基因組非靶向位點的突變,這一問題越來越受到科研人員的關注。 CRISPR
完美基因編輯:-新方法可消除CRISPRCas的脫靶效應
前段時間,麻省理工的研究人員發現基因編輯工具CRISPR-Cas系統具有脫靶效應。近日,這個研究小組的負責人張峰教授表示,他們已經找到了影響CRISPR-Cas系統精確度的關鍵因素,這一發現將使該系統在人類細胞中的應用更安全。目前,這一研究發表在Nature Biotechnology上。
CRISPRCas9基因編輯系統在靈長類中不會導致明顯脫靶效應
CRISPR-Cas9基因編輯系統已被廣泛應用于生物和醫學研究,研究人員正在嘗試利用這一系統進行人類疾病的基因治療。然而,CRISPR-Cas9系統在臨床前的安全性卻缺少全面的評估。之前有研究表明,CRISPR-Cas9系統在小鼠中會造成大量脫靶突變。此外,對細胞系的研究發現,Cas9編輯細胞的
DNA堿基中產生靶向變化的堿基編輯器-誘導廣泛的脫靶
在一項新的研究中,來自美國麻省總醫院、哈佛醫學院和哈佛大學陳曾熙公共衛生學院的研究人員報道近期開發的幾種在單個DNA堿基中產生靶向變化的堿基編輯器能夠在RNA中誘導廣泛的脫靶效應。他們還描述了對堿基編輯器變體進行基因改造可顯著降低RNA編輯的發生率,這同時也會增加在靶DNA編輯的精確度。相關研究
楊輝組/高彩霞組發現單堿基編輯系統存在嚴重脫靶效應
2016年,David Liu團隊在 Nature 期刊上首次報道了基于胞嘧啶脫氨酶APOBEC1(能催化C脫氨基變成U,而U在DNA復制過程中會被識別成T)和尿嘧啶糖基化酶抑制劑UGI(能防止尿嘧啶糖基化酶將U糖基化引起堿基切除修復)的單堿基編輯工具(BE3)首次實現可以在不引入DNA雙鏈斷裂
降DNA剪切速度增強基因編輯特異性,脫靶指數降低3000倍
近日,一項近日發表于Nature Biotechnology的題為“Enhancing gene editing specificity by attenuating DNA cleavage kinetics”研究中,來自Sangamo Therapeutics, Inc.公司的研究人員在Ed
“基因魔剪”有了脫靶突變檢測系統
據英國《自然》雜志9月12日在線發表的一項基因編輯學研究,歐洲與美國科學家團隊報告稱:針對CRISPR-Cas9基因組編輯的全基因組脫靶效應的高效檢測系統,在小鼠身上完成了測試。該研究成果將促進基因組編輯從研究到臨床的轉化。 CRISPR-Cas9基因組編輯技術有“基因魔剪”之稱,被認為是人類
盤點全基因組檢測CRISPR脫靶位點的幾種重要技術
在2013年,來自麻省總醫院的研究人員發現使用CRISPR-Cas RNA引導性核酸酶的一個重要局限:會在預期靶點以外的位點上生成多余的DNA突變。此后陸續有研究直接說明了CRISPR/Cas9存在嚴重的脫靶性,即該技術可以發生非特異性切割,引起基因組非靶向位點的突變,這樣會造成研究結果的不確定
Detectseq技術為堿基編輯領域內提供了CBE脫靶位點
2021年6月8日,北大-清華生命科學聯合中心、北京大學生命科學學院伊成器教授課題組在Nature Methods雜志發表了題為“Detect-seq reveals out-of-protospacer editing and target-strand editing by cytosine
Science解析熱點基因組編輯工具
近來,Cas9酶作為一種有力的新基因組編輯工具,引起了人們極大的研究熱情。現在加州大學伯克利分校的研究人員,首次成像了這種酶的精細三維結構,這一成果無疑會進一步提高Cas9的應用價值。文章于二月六日發表在Science雜志上。 加州大學的生化學家Jennifer Doudna和生物物理學家
人類基因組編輯指南
? ? 人類基因組編輯在研究和治療方面不斷取得進展,同時也在世界各地的科學家中引發了倫理問題。? ? 一方面,技術進步可以使醫生能夠修改那些包含在精子和卵子中的種系基因,防止后代罹患毀滅性的遺傳疾病。但與此同時,基因編輯改變人類遺傳的可能性,也警示著許多科學家,促使他們認為應該無限期禁止種系編輯。?
Nat-Meth:-新方法終結CRISPRCAS9爭論
基因編輯是近年來發展起來的可以對基因組完成精確修飾的一種技術,可完成基因定點InDel突變、敲入、多位點同時突變和小片段的刪失等。這項革命性的技術可讓研究人員精確地改變基因組,從而有著廣泛應用,包括基礎研究、生物技術和人類基因療法。 自從基因組編輯技術引爆科學界熱潮以來,就有許多研究小組發現具
楊力課題組等開發出變形式堿基編輯新系統
5月10日,Nature Cell Biology在線發表了中國科學院上海營養與健康研究所研究員楊力課題組與合作者在堿基編輯研究領域發布的最新進展——Eliminating base-editor-induced genome-wide and transcriptome-wide off-ta
科學家建立“GOTI”新型脫靶檢測技術
3月1日,《科學》(Science)雜志發表了一篇名為《胞嘧啶單堿基編輯會導致大量單核苷酸突變的脫靶》的研究論文,該研究由中國科學院神經科學研究所(中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心)、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室、中國科學院靈長類神經生物學重點實驗室楊輝研究組與中國科學
上海科技大學等團隊構建新型高精準堿基編輯系統
上海科技大學生命科學與技術學院教授陳佳、免疫化學研究所教授楊貝,中科院上海營養與健康研究所研究員楊力與武漢大學醫學研究院教授殷昊合作研究構建了一種高精準堿基編輯系統,并依據其特性命名為變形式堿基編輯系統(簡稱tBEs)。5月10日,該研究成果在線發表于《自然—細胞生物學》。 據悉,研究人員利