尽管广为流行的CRISPR'as9基因编辑工具可以轻松地改变基因组，但它仍然有些笨拙，容易出现错误和意想不到的影响。现在，最近开发的替代方法提供了对基因组编辑的更好控制-这对于开发基因疗法可能特别重要。
另一种方法称为主要编辑，它提高了研究人员只进行他们想要的编辑而不是混合他们可以预测的更改的机会。该工具在10月21日发表于Nature1的一项研究中进行了描述，它还减少了“干靶”效应，这是标准CRISPR-as9系统某些应用面临的主要挑战。这可以使基于主要编辑的基因疗法更安全地用于人们。
该工具似乎还可以进行更广泛的编辑，这也许有一天可以使其用于治疗迄今阻碍基因编辑者的许多遗传疾病。麻省理工大学麻省理工学院和哈佛大学化学生物学家戴维·刘（David Liu）是首席研究作者，他估计主要编辑可能会帮助研究人员解决ClinVar（公众）中超过75,000种与疾病相关的DNA变异中的近90％。美国国立卫生研究院开发的数据库。
刘说，这种最新工具能够进行的变化的特异性还可以使研究人员更容易在实验室中开发疾病模型或研究特定基因的功能。
新泽西州普林斯顿大学研究DNA修复和基因编辑的布列塔尼·亚当森（Brittany Adamson）说：“这是早期，但最初的结果看起来很棒。”“渊ou”将会看到很多人在使用它。？/ p>
马萨诸塞州大学医学院的分子生物学家埃里克·桑特米尔（Erik Sontheimer）说，主要编辑可能无法完成CRISPR-as9能够进行的很大的DNA插入或缺失操作，因此不可能完全取代已有的编辑工具。在伍斯特。那是因为为了进行优质编辑，研究人员想要进行的改变被编码在RNA链上。该链越长，越容易被细胞内的酶破坏。
Sontheimer说：“对于不同类型的编辑，仍然需要不同的基因组编辑平台。”
但是主要编辑似乎比迄今为止开发的其他CRISPR替代方案更加精确和通用。这些工具包括CRISPR'as9的修改版本，使研究人员能够将一个DNA字母换成另一个字母，以及较旧的工具（例如锌指核酸酶），这些工具难以适应每个所需的编辑。
通过控制自由
CRISPR-as9和主要编辑都通过在基因组中特定点切割DNA来起作用。CRISPR-as9断裂DNA双螺旋的两条链，然后依靠细胞自身的修复系统来修补损伤并进行编辑。但是这种修复系统是不可靠的，可以在切割基因组的位置插入或删除DNA字母。这会导致无法控制的混合编辑，这些编辑在单元之间会有所不同。
此外，即使研究人员提供了指导基因组编辑的模板，大多数细胞中的DNA修复系统也比向基因组中添加特定的DNA序列更有可能进行微小的随机插入或缺失。对于研究人员来说，使用CRISPR-as9覆盖他们选择的序列覆盖一个DNA片段是困难的，在某些情况下，这几乎是不可能的。
主编辑会绕过这些问题（请参阅“精确编辑器”）。尽管它也使用Cas9来识别特定的DNA序列-就像CRISPR -as9一样，但主要编辑工具中的Cas9酶被修饰为仅切割一条DNA链。然后，另一种称为逆转录酶的酶在RNA链的引导下，在切点处进行编辑。
最初的编辑酶不必破坏DNA的两条链就可以进行改变，从而使研究人员不必依靠细胞DNA修复系统（他们可以控制）来进行所需的编辑。这意味着主要的编辑可以使对由突变引起的遗传疾病的治疗方法的开发成为可能，而现有的基因编辑工具不容易解决这些突变。
多功能工具
此前，包括Liu在内的研究人员认为，他们需要开发针对他们想要在基因组中进行的每一类变化的基因编辑工具：插入，缺失或DNA字母替换。在进行精确替换时，选择是有限的。
一种较先进的技术，称为碱基编辑，其精确度可与主要编辑相媲美，该技术将一个DNA字母直接化学转化为另一种“ CRISPR9可以做的事情”，例如将T转换为A或G。 C，而不会断裂两条DNA链。由Liu进行开发的碱基编辑可用于纠正由单字母突变引起的某些遗传疾病，包括最常见的镰状细胞贫血形式。
但是碱基编辑可以帮助解决由多字母突变引起的遗传疾病，例如Tay'sachs病，这是一种致命的疾病，通常是由于在HEXA基因中插入四个DNA字母而引起的。
因此，Liu和他的同事着手创建一种精确的基因编辑工具，该工具为研究人员提供了无需进行定制系统即可进行多种类型的编辑的灵活性和控制力。在2018年，该团队完成了主要编辑工作：一种酶的组合，包括一种经过修饰的Cas9酶，可以改变单个DNA字母，删除字母或在基因组中插入一系列字母，而对DNA链的破坏最小。
Sontheimer说：“真是太棒了”。可以引入的突变的广度是最大的进步之一。这么大。
但是，Liu团队和其他人员现在需要仔细评估该系统在各种细胞和生物体中的运行情况。刘说，“他的第一项研究只是生命科学中长期愿望的起点，而不是终点，它能够使生物体中任何位置的任何DNA发生变化。”
自然574，464-465（2019）
