Nature：操纵Cas9的REC3结构域可大幅降低CRISPR-Cas9的脱靶效应
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2017-09-22
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Nature：操纵Cas9的REC3结构域可大幅降低CRISPR-Cas9的脱靶效应
在一项新的研究中，来自美国加州大学伯克利分校、麻省总医院、哈佛医学院和劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员鉴定出Cas9蛋白中的一个关键区域决定着CRISPR-Cas9如何精准地对靶DNA序列进行编辑，对它进行微调可产生超精准的基因编辑器，并且使得该基因编辑器的脱靶切割（off-target cutting）活性降低到有史以来的最低水平。相关研究结果于2017年9月20日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Enhanced proofreading governs CRISPR–Cas9 targeting accuracy”。论文通信作者为加州大学伯克利分校分子与细胞生物学教授、霍华德-休斯医学研究所研究员Jennifer Doudna博士。
在CRISPR-Cas9中，Cas9蛋白起着结合和切割DNA的作用。这些研究人员说，他们鉴定出的这种蛋白区域作为DNA切割的一种主控制器发挥作用，是对Cas9进行重新设计进一步提高它的切割精准度的一种显而易见的靶标。这种方法应当有助科学家们定制设计Cas9变异体，从而使得CRISPR-Cas9在错误位点上对DNA进行编辑的几率最小化。当利用CRISPR-Cas9在人体进行基因治疗时，这是一个关键的考虑因素。
一种提高精准度的策略是在这种控制性的被称作REC3的蛋白结构域中引入突变，然后观察哪些突变会提高精准度，同时不会影响在靶切割（on-target cutting）的效率。
论文共同第一作者、Doudna实验室研究生Janice Chen说，“我们发现即便Cas9的REC3结构域发生微小的变化也会影响在靶编辑和脱靶编辑之间的差异，这提示着这个结构域明显是通过深入地诱发突变来改善靶向特异性的候选者。作为这项研究的延伸，相比于我们之前开展的靶向突变，我们能够在REC3结构域中更加无偏向性地引入突发。”其他的论文共同第一作者为加州大学伯克利分校的Yavuz Dagdas和哈佛医学院的Benjamin Kleinstiver。
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