纽约(GenomeWeb) -根据今天发表在《基因组网》上的一份新报告，一种新的Cas9突变蛋白可以在保持编辑效率的同时大幅降低脱靶活性科学．
由共同第一作者Ian Slaymaker和Linyi Gao以及资深作者Feng Zhang领导的Broad研究所的科学家系统地研究了一组Cas9突变体，以找到改善基因组编辑特异性的突变体，这是临床使用CRISPR/Cas9基因组编辑的重要考虑因素。他们发现了三个有希望的Cas9突变体，在两个位点上显示出野生型的靶向活性水平，没有检测到脱靶效应。他们将这类酶命名为增强酶酿脓链球菌cas9或espcas9。
Slaymaker告诉GenomeWeb:“我们的研究提出了一种增强rna引导内切酶DNA靶向特异性的通用策略。”
已经有几种不同的现有策略来减少Cas9酶的脱靶效应，包括缩短与目标互补的引导RNA的部分部署工程切割Cas9s对，并减少细胞中活性酶的数量;然而，它们都存在一定的局限性，往往会降低对靶编辑效率。
布罗德大学的研究人员假设，他们可以通过改造蛋白质来降低Cas9与脱靶位点结合的能力。作者写道，他们瞄准了一个与非目标DNA链相互作用的正电荷槽，期望中和它将“削弱非目标链的结合，并鼓励目标链和非目标链之间的重新杂交，因此需要更严格的RNA导向和目标DNA链之间的沃森-克里克碱基配对”。
他们设计了32个Cas9s突变体，在非目标链槽内的32个正电荷残基上进行了丙氨酸取代。与野生型spCas9相比，其中5个突变型Cas9s将脱靶活性降低了至少10倍。然后，该团队寻找能够进一步减少脱靶效应的突变组合:在35个测试突变中，有8个以野生型效率编辑，没有检测到脱靶效应。最后三种——SpCas9 (K855a)、SpCas9 (K810A/K1003A/r1060A)或eSpCas9 1.0，以及SpCas9 (K848A/K1003A/ r1060A)或eSpCas9 1.1——在研究人员根据效率和特异性对变异进行评分后被选择用于进一步分析。
提高特异性有助于CRISPR/Cas9向临床应用迈进。“许多安全问题与(CRISPR/Cas9)脱靶效应有关，”张说在一份声明中说。“我们希望eSpCas9的开发将有助于解决这些问题，但我们当然不认为这是一颗神奇的子弹。该领域正在快速发展，在我们考虑将这项技术应用于临床之前，还有很多东西要学。”vwin德赢ac米兰合作
除了改进CRISPR/Cas9基因组编辑的某些应用外，作者表示，他们的研究为CRISPR/Cas9系统的机制提供了广泛的见解。他们写道:“我们认为，当Cas9与非目标DNA链的结合强度超过DNA再杂交的力量时，就会发生脱靶切割。”他们补充说，他们的模型表明，Cas9与非目标DNA链之间的相互作用越强，特异性就会降低，尽管他们没有说明为什么会发生这种情况。
科学家们还表示，他们的策略可以应用于提高来自其他细菌物种的Cas9酶的特异性，研究人员可能会在基因组编辑应用中使用，例如Cas9从金黄色葡萄球菌甚至其他CRISPR酶，比如Cpf1．