CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)已被廣泛應用于生物和醫(yī)學研究，研究人員正在嘗試利用這一系統(tǒng)進行人類疾病的基因治療。然而，CRISPR-Cas9系統(tǒng)在臨床前的安全性卻缺少全面的評估。之前有研究表明，CRISPR-Cas9系統(tǒng)在小鼠中會造成大量脫靶突變。此外，對細胞系的研究發(fā)現(xiàn)，Cas9編輯細胞的基因組目標區(qū)域存在大片段結構變異。然而這些研究結果由于實驗設計和數(shù)據(jù)分析方面的問題一直都存有爭議。

獼猴（Macaca mulatta）作為與人類進化關系最近的可進行遺傳操作的非人靈長類，在大腦發(fā)育以及腦結構上都與人類具有高度的相似性。因此，在獼猴疾病模型上探索Cas9基因編輯的脫靶效應對未來的臨床應用至關重要。為了系統(tǒng)評估CRISPR-Cas9在靈長類基因編輯中的脫靶效應，中國科學院昆明動物研究所宿兵課題組、鄭萍課題組、靈長類研究中心與中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所徐書華課題組合作，利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)構建了小頭癥基因-MCPH1敲除的獼猴模型。通過對多只基因敲除猴及其野生型父母本進行深度二代測序和分析，發(fā)現(xiàn)Cas9在靈長類基因組中并不會造成大量的新生突變。在Cas9編輯猴中僅發(fā)現(xiàn)少量的符合靈長類基因組自然突變率的新生突變，并且這些新生突變在基因組中隨機分布，沒有落在預測的潛在脫靶位置上。結果顯示這些新生突變不是Cas9造成的。此外，利用長片段測序技術（PacBio），對MCPH1基因的打靶區(qū)域進行了深度測序和分析，發(fā)現(xiàn)打靶區(qū)域并不存在大片段的結構變異。研究結果表明，CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)在靈長類中并不會造成明顯的脫靶效應，具有比較高的安全性。

該研究以Trio deep-sequencing does not reveal unexpected off-target and on-target mutations in Cas9-edited rhesus monkeys為題，于12月4日在《自然-通訊》上發(fā)表。昆明動物所博士研究生羅鑫為文章的第一作者，昆明動物所副研究員和耀喜，昆明動物所靈長類研究中心和協(xié)超、嚴蘭珍，以及營養(yǎng)與健康所（馬普計算生物學所）博士張超為文章的共同第一作者。昆明動物所研究員宿兵、鄭萍，營養(yǎng)與健康所（馬普計算生物學所）研究員徐書華為文章的共同通訊作者。

該研究得到中科院戰(zhàn)略先導專項、國家自然科學基金委重點項目以及中科院重點專項的資助。

中國生物技術網(wǎng)誠邀生物領域科學家在我們的平臺上，發(fā)表和介紹國內(nèi)外原創(chuàng)的科研成果。

注：國內(nèi)為原創(chuàng)研究成果或評論、綜述，國際為在線發(fā)表一個月內(nèi)的最新成果或綜述，字數(shù) 500字以上，并請?zhí)峁┲辽僖粡垐D片。 投稿者，請將文章發(fā)送至weixin@im.ac。