Cas9基因編輯在靈長類中具有高安全性


我國科學家證實:CRISPR/Cas9基因編輯在靈長類中具有高安全性

CRISPR/Cas9基因編輯系統已被廣泛應用於生物醫學的基礎研究中,研究人員正在嘗試利用這一基因編輯系統進行人類疾病的基因治療,並已開展臨床試驗,也取得了積極的效果。

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編輯細胞的基因組目標區域存在大片段結構變異。然而這些研究結果由於實驗設計和數據分析方面的問題一直都存有爭議。

獼猴(Macaca mulatta)作為與人類進化關係最近的可進行遺傳操作的非人靈長類,在大腦發育以及腦結構上都與人類具有高度的相似性。因此,在獼猴疾病模型上探索Cas9基因編輯的脫靶效應對未來的臨床應用至關重要

近日,中科院昆明動物所研究員宿兵鄭萍、中科院營養與健康所(馬普計算生物學所)研究員

徐書華

作為共同通訊作者,在 Nature 雜誌子刊 Nature Communications 雜誌發表了題為:Trio deep-sequencing does not reveal unexpected off-target and on-target mutations in Cas9-edited rhesus monkeys 的研究論文。

該研究表明,在CRISPR/Cas9基因編輯猴中僅發現少量的符合靈長類基因組自然突變率的新生突變,並且這些新生突變在基因組中隨機分佈,沒有落在預測的潛在脫靶位置上。

結果顯示這些新生突變不是Cas9造成的。也就是說,CRISPR/Cas9基因編輯在靈長類中並不會造成明顯的脫靶效應,具有比較高的安全性。

我國科學家證實:CRISPR/Cas9基因編輯在靈長類中具有高安全性

為了系統評估CRISPR-Cas9在靈長類基因編輯中的脫靶效應,中國科學院昆明動物研究所宿兵課題組、鄭萍課題組、靈長類研究中心與中國科學院上海營養與健康研究所徐書華課題組合作,利用CRISPR-Cas9系統構建了小頭症基因-MCPH1敲除的獼猴模型

通過對多隻基因敲除猴及其野生型父母本進行深度二代測序和分析,發現Cas9在靈長類基因組中並不會造成大量的新生突變。

我國科學家證實:CRISPR/Cas9基因編輯在靈長類中具有高安全性

在Cas9編輯猴中僅發現少量的符合靈長類基因組自然突變率的新生突變,並且這些新生突變在基因組中隨機分佈,沒有落在預測的潛在脫靶位置上。結果顯示這些新生突變不是Cas9造成的。

此外,利用長片段測序技術(PacBio),對MCPH1基因的打靶區域進行了深度測序和分析,發現打靶區域並不存在大片段的結構變異。

研究結果表明,CRISPR/Cas9基因編輯系統在靈長類中並不會造成明顯的脫靶效應,具有比較高的安全性。

論文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41467-019-13481-y


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