基因组学专家正在寻找新的方法来改进Cas9酶在CRISPR基因编辑中的使用，以减少脱靶突变的可能性。这项研究解决了对脱靶突变的担忧，并确定了提高精度的新方法，最近在休斯顿举行的美国人类遗传学学会2019年年会上发表。
基因组或基因编辑使科学家能够通过添加、删除或改变基因组中特定位置的遗传物质来改变生物体的DNA。最近在实验室中使用的基因编辑技术之一是CRISPR-Cas9。
研究人员创造了一段带有短“引导”序列的RNA，该序列可以识别并结合特定的目标DNA序列。向导RNA还与Cas9酶结合，而Cas9酶又与目标DNA结合并在预定位置切割DNA。一旦DNA被切割，研究人员可以添加或删除遗传物质，或者通过用定制的DNA序列替换DNA片段来对其进行更改。
多伦多表型基因组学中心副主任Lauryl Nutter和多机构敲除小鼠表型项目(KOMP2)的合作者经常使用Cas9基因编辑来产生具有特定突变的小鼠品系。
在实验室中进行这种基因编辑过程时，他们经常想知道脱靶诱变的风险是什么——将意想不到的基因突变引入他们的小鼠品系。
“我们想知道:我们在多大程度上需要担心脱靶突变?”纳特说。
该团队希望，如果他们能够确定小鼠中问题的严重程度，将有助于他们更好地评估人类细胞系中的问题，并找到提高基于cas9的基因编辑准确性的新方法。
为了进行调查，Nutter和团队使用Cas9和引导rna进行了58次基因组编辑实验，以诱导特定的靶向基因突变。每个实验中使用了2到4个向导rna，总共使用了175种不同的向导rna。
研究人员对每只老鼠进行了全基因组测序，以检查它们的目标之外的任何突变。
为了获得基线突变率，将cas9处理小鼠系的基因组与25只未处理的对照小鼠的基因组进行比较。在31个Cas9小鼠品系中，没有发现脱靶突变，但在其余20个品系中，平均发现了2.3个脱靶突变。
然而，在cas9处理和未处理的小鼠品系中，研究小组在每只动物中平均发现了3500个自然发生的突变。
这些发现加强了人们对在遗传学研究中使用近亲繁殖的实验室小鼠的理解，并为研究人员在进行实验时所做的假设提供了背景。
纳特说，这些结果强调了在基因组中使用Cas9和其他工具的必要性，这些工具可能不像以前认为的那样被很好地定义。
接下来，研究人员计划研究抑制或增强DNA修复的酶是否会影响新突变发生的速度。他们还打算评估提高Cas9诱变效率和提高其准确性之间的权衡。
纳特和他的团队希望他们的发现将有助于开发更好的引导rna，改善控制组的使用，并对实验设计有更深入的了解。
该团队指出，这种改进的知识在具有潜在治疗应用的基因编辑研究中尤其重要，包括研究基于基因的疗法的安全性和有效性。
