SMRT测序:评估基因编辑效果的新利器
BGI华大科技 · 2014/04/05
对CRISPR技术等基因改造手段的效率和结果,目前方法仍难以评估。一项新研究证实,单分子实时(SMRT)测序技术能够同时测定任何位点的基因组编辑结果,这种方法可应用于各种基因组编辑平台,包括TALEN、CRISPR/Cas9和锌指核酸酶(ZFN)等。


新兴的CRISPR技术在短短一年多的时间内,掀起了基因组编辑的热潮。然而,对这些基因改造手段的效率和结果,我们仍难以评估。目前的一些工具,如荧光报告基因、克隆分析,缺乏生成报告细胞系时所需的灵敏度。高通量测序方法虽能科服这一问题,但无奈读长太短,而供体DNA模板往往很长。

目前,还没有一种测序平台能同时评估非同源性末端接合(NHEJ)和同源介导修复(HDR)的发生频率,而这正是双链DNA断裂的两种主要修复机制。近日,单分子测序带来了一个好消息,研究人员证实,单分子实时(SMRT)测序技术能够同时测定任何位点的基因组编辑结果。这项研究成果发表在3月27日的Cell Reports上。

研究由来自斯坦福大学的Matthew Porteus领导。研究人员在文中指出,这种方法可应用于各种基因组编辑平台,包括TALEN、CRISPR/Cas9和锌指核酸酶(ZFN),以确定理想的改造结果出现时的条件和策略。

靶向基因组编辑,让研究人员能够在基因组中几乎任何位点,引入精确的序列修饰。然而,研究人员指出,这些基因组修饰策略并不总是带来理想结果。“精确的基因组修饰……取决于断裂是由NHEJ修复的,还是有HDR修复的。如果断裂由NHEJ修复,在断裂位点可能会引入小的插入或缺失。不过,若由HDR修复,就能引入理想的序列变化,形成特定修饰。”

作者认为,SMRT DNA测序带来了一下优点:

1. 灵敏测定任何细胞类型中的基因组编辑,包括原代干细胞,而不需要构建稳定的报告细胞系;

2. 测定内源位点的修饰,而不管其转录状态如何;

3. 在使用携带长的同源臂的供体模板时,长的测序读长带来了清晰的DNA修复结果。

此外,作者还提到:“我们的策略为研究DNA修复的通路提供了一种方法,而之前的方法难以研究。SMRT DNA测序能够灵活评估任一位点的基因组编辑结果,而不需要开发报告系统,从而简化了基因组编辑项目的开发,也扩展了这些技术的应用。”

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