Nature子刊连发两项CRISPR重要成果

　　许多研究者尝试通过增强HDR的效率来实现精确的基因修饰。近日Nature Biotechnology杂志就陆续发表了两项这样的研究成果，可以帮助人们进一步提高哺乳动物基因组修饰的效率。

　　

生物通报道：规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合，原本是细菌抵御病毒的重要武器，现在这一组合已经成为了一个通用工具，被用于在真核生物中进行位点特异性的基因组修饰。

CRISPR/Cas9系统在进行基因组编辑时，内切酶Cas9会在gRNA的指导下引入位点特异性的双链断裂。然后细胞利用寡核苷酸与目的位点的同源重组进行修复，最终实现对基因组特定位点的改写。细胞主要通过两种途径来修复这样的损伤，非同源性末端接合（NHEJ）和同源介导修复（HDR），CRISPR/Cas9主要依赖于同源介导修复。同源介导修复比非同源性末端接合的效率低很多，大大影响了CRISPR/Cas9的编辑效果，阻碍了这一技术的广泛应用。

为此，许多研究者尝试通过增强HDR的效率来实现精确的基因修饰。近日Nature Biotechnology杂志就陆续发表了两项这样的研究成果，可以帮助人们进一步提高哺乳动物基因组修饰的效率。

德国MDC研究所的研究人员通过多种途径对NHEJ通路进行抑制，最终成功提升了CRISPR-Cas9在哺乳动物细胞中的基因编辑效率。这项研究发表在三月二十四日的Nature Biotechnology杂志上。

KU70、KU80和DNA连接酶IV是NHEJ通路中的关键分子。为了靶标这些分子，Ralf Kühn和Klaus Rajewsky领导研究团队进行了基因沉默，使用了DNA连接酶IV抑制剂（SCR7），还表达了腺病毒蛋白（E1B55K和E4orf6）。

研究显示，抑制KU70和DNA连接酶IV能够将HDR的效率提高四到五倍。而腺病毒蛋白与Cas9系统共表达时，人类和小鼠细胞系中的HDR效率提高了八倍，且基本去除了NHEJ活性。

在另一项研究中，Whitehead研究所的研究人员也提出了一个通过抑制NHEJ完善CRISPR/Cas系统的方案。他们在对受精卵进行基因编辑的同时使用了一种抗癌药物Scr7，Scr7能结合DNA连接酶I进而阻断NHEJ修复通路。他们的这项研究将CRISPR/Cas的效率提高了19倍。研究人员指出，这一技术将改变人们构建转基因小鼠的方式，加快研究的速度，并且获得更为复杂的变异。（相关报道：Nature技术突破：将CRISPR效率提高19倍）

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

Increasing the efficiency of homology-directed repair for CRISPR-Cas9-induced precise gene editing in mammalian cells

Increasing the efficiency of precise genome editing with CRISPR-Cas9 by inhibition of nonhomologous end joining