新研究開發出更安全的基因編輯技術NICER

CRISPR/Cas9基因編輯技術的出現讓研究人員能夠精準地改變生物體DNA，從而修復那些導致遺傳疾病的突變。然而，它的治療應用受到限制，因為DNA雙鏈斷裂和外源DNA的隨機插入可能會導致非預期的基因組改變。

最近，日本大阪大學領導的研究團隊開發出一種新的基因編輯技術，它與CRISPR/Cas9一樣高效，同時還能大大減少這些非預期的突變。這種新技術名為NICER，它利用切口酶（nickase）在單條DNA鏈上產生多個小切口。

這篇題為“Inducing multiple nicks promotes interhomolog homologous recombination to correct heterozygous mutations in somatic cells”的論文于9月15日發表在《Nature Communications》雜志上。

傳統的CRISPR/Cas9編輯技術使用了向導RNA（gRNA）和Cas9酶。向導RNA靶定DNA的特定部分，Cas9酶在該位置啟動雙鏈DNA結構的斷裂。這種雙鏈斷裂是引發DNA變化的關鍵。然而，細胞對雙鏈斷裂的修復可能導致非預期的DNA突變，以及外源DNA整合到人類基因組中，這引發了對CRISPR/Cas9技術臨床安全性的擔憂。

為了**限度減少這些非預期突變，研究人員研究了Cas9切口酶的應用，Cas9切口酶在DNA中產生單鏈斷裂或“缺口”，通常在不引起突變的情況下進行修復。

文章**作者、大阪大學醫學系研究科的Akiko Tomita表示：“基因組中的每條染色體都有一個‘同源’副本。對于雜合突變（也就是突變出現在一條染色體上，而不出現在同源副本上），NICER技術可以未突變的同源染色體作為模板進行修復。”

在初步實驗中，研究小組使用了人類淋巴母細胞，其TK1基因攜帶已知的雜合突變。他們用切口酶處理這些細胞，當TK1區域產生單個切口時，TK1活性的恢復率很低。然而，當切口酶在兩條同源染色體上的該區域誘導多個切口時，通過激活細胞修復機制，基因校正的效率提高了約17倍。這一過程部分依賴于BRCA1和BRCA2。

通訊作者Shinichiro Nakada稱：“進一步的基因組分析表明，NICER技術很少引起脫靶突變。我們很高興地發現，NICER在涉及雜合突變的遺傳病細胞中恢復了致病基因的表達。”

由于NICER方法不涉及DNA雙鏈斷裂或外源DNA的使用，因此該技術似乎是傳統CRISPR/Cas9方法的安全替代方案。這項研究為基因組編輯技術提供了新的視角，拓寬了CRISPR/Cas9介導的基因編輯的潛在臨床應用。

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