CRISPR基因编辑可能导致数百个意外突变

2018年4月3日更新这篇论文已经收回了．

纽约，纽约(2017年5月29日)随着CRISPR-Cas9开始进入临床试验，一项新的研究发表在自然方法发现基因编辑技术可以给基因组带来数百个意想不到的突变。

“我们认为，科学界考虑由CRISPR引起的所有脱靶突变的潜在危害至关重要，包括单核苷酸突变和基因组非编码区域的突变，”合著者说曾志伟，医学博士他是哥伦比亚大学医学中心(Columbia University Medical Center)基因组医学研究所和人类营养研究所(Institute of Human Nutrition)的Laszlo T. Bito眼科副教授和病理学与细胞生物学副教授。

CRISPR-Cas9编辑技术——凭借其速度和前所未有的准确性——一直是试图了解基因在疾病中作用的科学家的福音。这项技术也为更强大的基因疗法带来了希望，这些疗法可以删除或修复有缺陷的基因，而不仅仅是添加新基因。

CRISPR技术的首个临床试验目前正在中国进行，美国的试验计划明年开始。但即使CRISPR可以精确地瞄准特定的DNA片段，它有时也会攻击基因组的其他部分。大多数搜索这些脱靶突变的研究使用计算机算法来识别最有可能受到影响的区域，然后检查这些区域的缺失和插入。

“这些预测算法似乎做好当CRISPR在培养皿中在细胞或组织执行,但全基因组测序并没有被用来寻找脱靶效应在活的动物,”合著者说亚历山大Bassuk医学博士,爱荷华大学的儿科教授。

在这项新研究中，研究人员对之前进行过CRISPR基因编辑的小鼠的整个基因组进行了测序研究并寻找所有的突变，包括那些只改变一个核苷酸的突变。

研究人员确定CRISPR已经成功地纠正了导致失明的基因，但是斯坦福大学眼科学副教授、该研究的合著者、Vinit Mahajan医学博士实验室的博士生Kellie Schaefer，发现两个独立基因治疗接受者的基因组发生了超过1500个单核苷酸突变和超过100个更大的缺失和插入。这些DNA突变都不是由计算机算法预测的，而计算机算法被研究人员广泛用于寻找脱靶效应。

“那些不使用全基因组测序来发现脱靶效应的研究人员可能会错过潜在的重要突变，”曾博士说。“甚至一个核苷酸的变化都可能产生巨大的影响。”

巴苏克博士说，研究人员没有注意到他们的动物有任何明显的问题。“我们仍然对CRISPR持乐观态度，”马哈詹博士说。“我们是医生，我们知道每一种新的治疗方法都有一些潜在的副作用——但我们需要知道它们是什么。”

研究人员目前正在努力改进CRISPR系统的组成部分——基因切割酶和引导酶找到正确基因的RNA——以提高编辑效率。

“我们希望我们的发现将鼓励其他人使用全基因组测序作为一种方法，以确定他们CRISPR技术的所有脱靶效应，并研究不同版本的最安全、最准确的编辑，”Tsang博士说。

论文题目为“CRISPR-Cas9体内编辑后的意外突变”。其他作者是Kellie A. Schafer(斯坦福大学)，Wu Wen-Hsuan(哥伦比亚大学医学中心)和Diana G. Colgan(爱荷华州)。

这项研究是由美国国立卫生研究院资助的R01NS098590，R01EY026682，R01EY024665，R01EY025225，R01EY024698，R21AG050437，5 p30ey019007，R01EY018213，5 p30ca013696,F31EY026789)、乔纳斯儿童视力保健、预防失明研究、Tistou和Charlotte Kerstan基金会、纽约州Schneeweiss干细胞基金(赠款CO29572)、克劳利家庭基金和Gebroe家庭基金会。

作者声明没有经济或其他利益冲突。

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