gRNA的长度和错配: 17个核苷酸长度的gRNA显示出更高的基因组编辑效率。相比之下,18-20 bp的长度显示出较低的基因组编辑效率。在人类细胞中减少潜在脱靶效应的指导方针:1) 应避免在PAM的7-10 bp范围内靶序列有超过3个错配;2) 在PAM的12 bp内,应避免sgRNA 凸起以减少脱靶效应。gRNA的化学修饰:在gRNA核糖磷酸骨架中加入2ʹ-O-甲基-3ʹ-膦酰基乙酸酯会导致位点特异性修饰,使脱靶切割减少40-120倍,同时保持靶向性能。gRNA上游5'发夹结构的修饰可以提高Cas9和Cas12的特异性,降低脱靶效应。基因编辑脱靶将无处隐藏。深圳基因疗法脱靶检测实验室
脱靶来自于这些技术所携带的功能基团,如碱基编辑的脱氨酶和先导编辑的逆转录酶,不依赖sgRNA结合基因组DNA的情况下产生的脱靶。为检测第二类脱靶现象,研究者需要针对每种技术设计专门的检测方法。1) R-loop seq在碱基编辑开发早期,虽然靶位点的编辑效率很高,但研究者也很快发现脱氨酶会在游离的时候随机修饰暴露的DNA单链,导致大量的脱靶位点。为降低这类脱靶现象的发生,研究者设计了R-loop seq,以dSaCas9结合DNA形成R-loop,暴露出DNA单链,为碱基编辑的脱氨酶提供一个固定的脱靶位点,然后以该位点的编辑效率反映碱基编辑脱氨酶的脱靶程度。台州off-target脱靶检测企业如何降低脱靶效应?选择特异的gRNA; 使用RNP; 使用eSpCas9的质粒; 使用Nickase Cas9。
围绕大家关心的CRISPR基因编辑安全性问题,我们首先对CRISPR脱靶位点检测技术进行一次大盘点,在sgRNA设计阶段需要如何做才能够尽可能地避免脱靶现象的发生。较简单的脱靶位点检测方法是全基因组测序(WGS),但在实际使用中,即使测序深度达到100X,也很难发现一些低频率的脱靶位点,同时测序成本却非常高。为弥补WGS的这些缺陷,常见的脱靶位点检测技术都需要对脱靶位点进行捕获富集,来提高检测灵敏度,降低测序成本。按照实验原理的不同,脱靶位点检测技术可以分为细胞外、细胞内和其他特殊方法这3类。
但是由于CHIP-seq实验本身的难度较高,DISCOVER-seq这类方法的接受度并不高。3. 其他特殊方法CRISPR技术经过这么多年的发展,其应用已经不局限于造成DNA双链断裂,一些不要切割DNA双链的CRISPR衍生技术(如碱基编辑、先导编辑和CRISPRi/a),可以在不引发随机突变的情况下,对基因组进行精细编辑或者调控。这些技术所使用nCas9或dCas9只结合或者切割双链中的一条链,之前的脱靶检测方法都不能直接适用。这些CRISPR衍生技术中,CRISPR产生的脱靶可以被细分为两个部分,其一是Cas9/sgRNA结合DNA导致的脱靶,这部分信息使用同样序列的sgRNA进行野生型Cas9脱靶位点检测能够间接得到预算允许的情况下,通过全基因组测序的方法进行全基因组序列的分析和比对更精细,如基于NGS的iGUIDE方法。
细胞外检测方法:细胞外检测方法较为直接,将基因组提纯后进行CRISPR体外切割实验,再捕获发生脱靶切割的位点即可。1) Digenome-seqDigenome-seq是较早提出的一类细胞外脱靶位点检测方法,提纯的基因组DNA被Cas9/sgRNA切割后,再经过标准的全基因组测序流程获得测序数据,之后需要较为复杂的生物信息学分析才能够获得CRISPR切割位点的信息。总体来讲,这种方法测序成本较高,并且检测灵敏度也有限。2)SITE-seq为了有效检测到低频脱靶位点,一般需要在建库时定向捕获CRISPR切割位点。SITE-seq就是这样一种测序方法,提纯的基因组DNA经过Cas9/sgRNA切割后,在切割位点末端连接带Biotin的接头;再随机打断基因组,在另一端连接第二个接头;经过链霉亲和素磁珠纯化,只有一轮被Cas9切割的DNA才能够被纯化并测序,实现了CRISPR切割位点的富集。该方法虽然提高了脱靶位点的检测灵敏度,但有着较高的实验要求,每次需要投入大量的基因组DNA,并且无法区分提纯基因组DNA时发生的随机断裂和Cas9的切割,导致产出较为明显的背景信号。同时,由于一轮Biotin接头只会接在Cas9切割位点的一侧,导致测序结果里只能看到脱靶位点一侧的序列。脱靶检测简单有效的方法之一是全基因组测序法。基因编辑脱靶检测政策
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基因编辑产品除了适用基因zhiliao产品的一般考虑以及整合性载体的特殊考虑外,长期随访中还应额外关注脱靶风险,量化评估脱靶活性和在靶活性之间的相关性,或利用在靶活性来预测脱靶活性的水平。在开发过程中应同时关注基因转导效率、脱靶效率、插入突变情况、目的基因在靶细胞中整合位点及表达。评估基因zhiliao产品整合进基因组的可能性,判断是否需要开展另外的遗传毒性研究,评估插入突变(插入位点、插入拷贝数等)引起的遗传毒性风险。需要关注脱靶编辑、转座子转座印迹引起的遗传毒性问题;鉴定/表征基因组整合位点。非临床研究是药物开发的重要环节之一。深圳基因疗法脱靶检测实验室