高效但不可预测的CRISPR

随着基因组工程技术的不断发展,最近已经允许使用长DNA模板生成有条件的小鼠模型。莉迪亚·特布尔,一本新的学习BMC生物学,解释了如何使用这些长模板来创建远离目标位点的点突变,但是额外的不必要的修改使得新突变的验证至关重要。

从历史上看,实验动物的基因组工程领域一直依赖于利用干细胞靶向小鼠的新突变。基因组编辑工具允许研究人员直接在胚胎和组织中工作,这一切都改变了。从简单的突变开始,引入日益复杂的基因变化的策略正在演变。

目前这些技术改进的基础是CRISPR/Cas9系统,它正在彻底改变我们直接在胚胎中产生靶向突变的能力,与单链DNA供体结合使用。虽然早期文献显示寡核苷酸供体(研究人员提供的短DNA模板)有助于编辑,但使用更长的单链DNA供体是基因组编辑工具箱中最近增加的一项功能。这些较长供体在将突变引入基因组特定位置方面的适用性和成功性导致了该方法被称为“易思”.

扩大模拟突变的范围

在我们最近的研究中,发表于BMC生物学,我的同事和我都同意这些发现,并加以扩展。我们提出在高通量环境下使用长单链供体来产生条件敲除突变体。

我们还利用长单链模板来促进引入远离活性Cas9/sgRNA复合物识别位点的点突变(到目前为止还不可能)。因此,我们扩大了用这种技术可以实现的点突变的范围。

这种策略在人类基因组测序工作确定的突变情况下特别有用,因为它扩大了我们在小鼠中复制人类突变的能力。

不必要的影响比以前想象的更频繁

越来越多的证据表明,模型验证是基因组编辑界面临的最新挑战。

我们还描述了使用长单链供体结果的不可预测性。我们说明,除了序列完美、靶上整合外,该系统还可以产生一系列不正确的等位基因。这些包括意外的点突变、小的或大的序列重排,其中一些可能基于局部微同源性,以及额外的供体整合。

这些事件是不可预测的副产品,必须排除在新建立的突变系验证过程中。重要的是,这些不必要的事件比广为宣传的CRISPR/Cas9试剂的潜在脱靶效应要频繁得多。

虽然我们最近的研究重点是使用长的单链供体,我们其他研究人员此前也曾发现使用CRISPR/Cas9试剂会发生不可预知的事件独自一人与寡核苷酸结合. 因此,越来越多的证据表明模型验证是基因组编辑界面临的最新挑战。毕竟,基于基因组编辑突变体的研究的质量和再现性完全取决于所讨论的突变体的彻底特征。

验证新的突变系是至关重要的

这些观察结果丝毫没有降低系统的价值。它们仅仅说明了对新突变体进行全面验证的重要性,包括位点测序和供体序列整合拷贝数的计数。在我们等待更多工具以确保获得预期基因组编辑结果的准确性的同时,我们必须记住,尽管不可预测,现有的策略在产生受欢迎的突变体方面仍然有效。

前锋,很明显,那些参与基因组编辑领域有许多障碍需要明确:1)的认识和理解系统的不可预测性(镶嵌性,单基地变化,重组,额外的集成)应该传播,强调研究社区;2)应建立广泛认可的突变体验证和记录标准;3)发展策略,以提高只有期望的目标结果产生的机会,仍然是基因组编辑的圣杯。

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