Genome Biology：為CRISPR選擇最佳向導
日期：2016-07-07 09:27:51
細菌一直在與病毒或入侵核酸進行斗爭，為此它們演化出了多種防御機制，CRISPR-Cas9適應性免疫系統就是其中之一。規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合，可以在引導RNA的指引下，靶標并切割入侵者的遺傳物質。2012年研究者們利用這一特點，將CRISPR系統發展成了強大的基因組編輯工具。該系統使用簡單而且擴展性強，很快便成為了生物學領域的香餑餑。
CRISPR/Cas9基因組編輯的成功取決于向導RNA序列的選擇。正因如此，預測向導RNA脫靶和打靶情況的計算工具很受歡迎。不過，人們還不清楚這些算法的準確程度。法國INSERM和美國加州大學的研究人員首次對一些常用算法進行了獨立評估，并在此基礎上打造了選擇向導RNA的網頁工具CRISPOR。這項研究于七月五日發表在Genome Biology雜志上。
研究人員收集了八項SpCas9脫靶研究的數據，將其與預測位點進行比較。研究顯示，基于序列的脫靶預測是比較可靠的，能發現絕大多數脫靶事件。研究人員還評估了常用算法作出的打靶（on-target）預測。他們發現，打靶預測是否準確取決于向導RNA是不是由U6啟動子表達或者在體外轉錄。研究人員將自己的數據整合在網頁工具CRISPOR中。CRISPOR可以幫助研究者為120個基因組選擇向導RNA，包括植物和許多新型模式生物。
目前，能夠有效設計sgRNA的生物信息學工具并不多。為此，華盛頓大學的王小偉（Xiaowei Wang）博士領導研究團隊揭示了功能性sgRNA的特點。他們對CRISPR RNA-seq數據進行分析，鑒定了許多代表高效sgRNA的新特征。研究人員此基礎上開發的生物信息學工具，可以幫助研究者們設計更加有效的sgRNA。
用CRISPR/Cas9進行遺傳篩選是對基因組進行功能分析的有力方法。德國癌癥研究中心DKFZ的研究團隊經過深入研究，成功開發了一個設計自定義sgRNA文庫的整合性生物信息學工具，CLD（CRISPR library designer）。這項研究發表在前不久的Genome Biology雜志上。
紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的研究團隊開發了一種簡單又便宜的文庫制備方法，可以快速有效的將配對gRNA克隆到表達載體上，用于體內和體外的功能篩選。這一成果于去年八月發表在Nature Communications雜志上，文章的通訊作者是紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的Andrea Ventura。
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