19:00 
Ученые и врачи смогут лучше оценить технологию точного редактирования генома, используя новый метод, обнародованный сегодня Детской исследовательской больницей Св. Иуды. Значительное количество времени и ресурсов, потраченных на совершенствование технологии редактирования генов CRISPR, сосредоточено на выявлении небольших нецелевых сайтов, которые представляют угрозу безопасности, что также технически сложно. Исследователи из Сент-Джуда решили эту проблему, создав циркуляризацию для высокопроизводительного анализа эффектов нуклеазы в масштабе всего генома с помощью редакторов базы секвенирования (CHANGE-seq-BE), беспристрастный, чувствительный и ресурсоэффективный метод для обнаружения таких нецелевых изменений. Он превзошел традиционные подходы и уже использовался для поддержки клинических работ. Этот метод был опубликован в журнале Nature Biotechnology.
Хотя традиционная технология редактирования генома использует CRISPR-Cas9 для вырезания небольшого сегмента ДНК из генома, ученые продолжают разрабатывать более точные версии, в том числе редакторы оснований, которые могут находить и заменять отдельные пары оснований ДНК.
Мы разработали CHANGE-seq-BE, чтобы дать ученым возможность лучше понять редакторы оснований — важный класс точных редакторов генома CRISPR. Это простой и оптимизированный способ понять глобальную деятельность базовых редакторов, который позволяет исследователям выбирать высокоспецифичные и активные комбинации редактора и мишени для исследований или терапии».
Шенгдар Цай, доктор философии, автор-корреспондент, кафедра гематологии Сент-Джуда
CHANGE-seq-BE уже применяется для поддержки клинических исследований. Опубликованный сегодня документ включает тематическое исследование экстренного применения в сфере пищевых продуктов и лекарств. Администрация (FDA) базового редактора для лечения синдрома CD40L-дефицитного Х-связанного гиперIgM (X-HIGM). X-HIGM — это генетическое иммунное заболевание, которое можно исправить с помощью редактирования базового редактора. CHANGE-seq-BE смог подтвердить целевую специфичность используемого базового редактора на 95,4 % без каких-либо значительных нецелевых действий, что позволило получить ценные данные о безопасности, которые помогут ускорить лечение пациента.
" поддержать экстренный запрос в FDA на быстрое лечение пациента", - сказал Цай. "Это пример того, как этот метод позволяет быстро понять, что эти редакторы делают в геноме, и помогает продвигать многообещающие активные и специфические методы лечения".
Сочетание эффективности с беспристрастным подходом дает лучшие результаты
Лаборатория Цая создала CHANGE-seq-BE, потому что традиционные методы оценки безопасности базовых редакторов должны были выбирать между всесторонним охватом и Эффективное использование ресурсов Некоторые методы беспристрастного всестороннего выявления нецелевых действий при редактировании требуют секвенирования всего генома, что может быть непомерно дорогим и трудоемким. Альтернативно, некоторые методы предварительно отбирают предполагаемые нецелевые действия, чтобы выполнять меньшее секвенирование и экономить ресурсы, но эти предвзятые методы никогда не могут обнаружить неожиданные нецелевые изменения. Ученые из Сент-Джуда разработали CHANGE-seq-BE, чтобы уловить лучшее из обоих подходов: комплексное решение, которое также может быть комплексным.
Для этого CHANGE-seq-BE начинается с целого генома, но вместо того, чтобы немедленно секвенировать его, ученые разделяют геном на крошечные круги ДНК. Затем они берут эти круги и подвергают их тестированию редактора оснований. После этого они обрабатывают ДНК специальным ферментом, который определяет, произошло ли редактирование оснований, открывая те - и только те - круги ДНК с доказательствами редактирования оснований в линейных цепях ДНК. выборочно, требуя гораздо меньше ресурсов, чем конкурирующие методы. Они оптимизировали его для обоих основных типов редакторов оснований (редакторов оснований аденина и цитозина). После разработки метода ученые хотели знать, действительно ли он является более всеобъемлющим и ресурсоэффективным, чем традиционные подходы, поэтому они протестировали их лицом к лицу.
"Когда мы напрямую сравнили его с другими методами, CHANGE-seq-BE обнаружил почти все сайты, номинированные этими методами, а также многие, которые он мог обнаружить исключительно". Цай сказал: «Мы показали, что этот беспристрастный подход был более чувствительным при использовании только около 5% считываний секвенирования».
Учитывая чувствительность метода, простоту использования и эффективное использование ресурсов, другие уже начали применять его. В исследовании описаны полные экспериментальные протоколы и программное обеспечение для включения CHANGE-seq-BE, что позволяет использовать этот метод, помимо клинического применения, о котором сообщается в статье. В их планировании, используя его в качестве инструмента оценки безопасности и эффективности, CHANGE-seq-BE также недавно использовался для характеристики первого метода редактирования генома in vivo для конкретного пациента. Лаборатории фундаментальных исследований, исследующие редактирование базы, также начали использовать его для выявления нецелевых результатов на ранних этапах процесса, что позволяет лучше определять наиболее перспективные подходы, чем существующие методы скрининга.
