KAUST 科学家开发的一种简单而强大的策略可以帮助提高 CRISPR 基因编辑的安全性和准确性，这种工具已被批准用于临床治疗遗传性血液疾病。

这种方法解决了 CRISPR 技术的一个关键问题：在特定点切割基因组然后重新连接的行为，这本身就有破坏 DNA 的风险，可能会导致大规模且不可预测的破坏。

为了缓解这个问题，由 KAUST 干细胞生物学家 Mo Li 领导的团队研究了在人类干细胞中进行 CRISPR 编辑后导致大量基因组缺失的 DNA 修复途径。该研究发表在《BMC Biology》杂志上。

他们的分析引导他们发现了一种称为微同源介导的末端连接(MMEJ)的过程，这是一种容易出错的机制，尽管能够修复 DNA 中的断裂，但通常会留下大量缺失。

研究人员询问了与 MMEJ 过程有关的各种基因，发现两个基因在这些不需要的删除事件中发挥着核心但相反的作用。

一个名为 POLQ 的基因被证明会加剧 CRISPR 编辑后出现大量缺失的风险。另一种称为 RPA，作为具有保护作用的基因组守护者出现。

通过使用抑制 POLQ 的药物或通过增强 RPA 表达的遗传技术来操纵这些基因，KAUST 团队能够在不影响基因组编辑效率的情况下减少有害大缺失的发生，并在此过程中保留编辑干细胞的基因组完整性。

“这种易于使用的方法可以减少这些有害的大 DNA 缺失发生的机会，”前博士生 Baolei Yuan 说。李实验室的学生，也是该研究的建筑师之一，其他人还有李实验室的毕崇伟和田业腾。

此外，这些相同的干预措施被发现可以提高同源定向修复的效率，这种机制以其能够实现准确的基因组编辑而不会添加意外突变的能力而闻名。

这在涉及干细胞的实验中很明显，这些干细胞携带与镰状细胞病和威斯科特-奥尔德里奇综合征(这两种遗传性血液疾病)相关的两个基因的突变。通过调节 POLQ 或 RPA，研究人员在这些细胞中实现了高度精确和可靠的基因编辑。

Li 断言，这些发现标志着改进 CRISPR 技术向前迈出了重要一步。 “这真的很令人兴奋，因为这意味着我们越来越接近更安全、更有效的遗传疾病治疗方法，”他说。

通过为这一创新策略提交临时专利申请，该团队将继续探索更广泛的不良突变背后的机制，并磨练其技术，使 CRISPR 更安全、更高效。

“同时实现高效和安全仍然是一个需要进一步发展的挑战，”李说，“我们的实验室始终处于前沿，不断寻求新颖的解决方案。”