下一级的CRISPR基因编辑技术不再需要病毒帮助

　　事实证明，改性病毒是将CRISPR/Cas9基因编辑材料送入细胞核的便捷方式--但它们价格昂贵，难以扩展，而且有潜在毒性。现在，研究人员已经发现了一种非病毒方法，可以更好地完成这项工作。

　　大多数人都听说过CRISPR/Cas9，这种基因编辑技术已经彻底改变了生物医学研究。现在，研究人员在发现了一种使用该技术的新方法后，为基因编辑工具箱增加了另一种工具，该技术提高了其编辑效率，并提供了一种修复DNA的新方法。

　　CRISPR/Cas9技术改编自一个自然发生的基因组编辑系统，细菌将其作为一种免疫防御。当细菌被病毒感染时，它们会"切断"病毒的一小块DNA，并以一种被称为CRISPR阵列的特殊排列方式将其插入自己的DNA。这意味着该病毒以后可以被识别出来，如果它再次侵入细菌，就可以被锁定进行破坏。

　　人类的基因编辑依赖于Cas9酶，它在CRISPR的指导下"剪掉"DNA的一个片段。被切除的部分可以用类似的（同源的）但经过改进的DNA模板代替，这个过程称为同源定向修复，启动了细胞的自然DNA修复机制。病毒--经过修改，所以它们不会导致疾病--通常被用来将模板DNA送到细胞核，因为它们能有效地进入细胞。

　　现在，来自加州大学圣巴巴拉分校的研究人员开发了一种非病毒传递系统，提高了CRISPR/Cas9的基因编辑能力的效率，并大大改善了同源定向修复。

　　用于基因编辑的病毒是昂贵的，难以扩展，而且对细胞有潜在的毒性。因此，研究人员着眼于开发一种替代传递方法，在同源定向修复模板中加入链间交联。

　　DNA的两条螺旋链的分离对于复制和转录等细胞过程至关重要。链间交联（ICLs）是有毒的DNA病变，它将这些链拴在一起，抑制分离，从而抑制转录和复制。许多癌症化疗药物会产生ICLs，阻止癌细胞的复制。

　　研究人员发现，在同源定向修复模板中加入ICLs造成的损害实际上提高了基因编辑成功的可能性并刺激了细胞修复。

　　该研究的通讯作者Chris Richardson说："基本上，我们所做的是采取这种模板DNA并对其进行破坏。事实上，我们已经以我能想到的最严重的方式破坏了它。细胞并没有说，'嘿，这是垃圾；让我把它扔掉。细胞实际上说的是，'嘿，这看起来很好；让我把它粘到我的基因组中去'。"

　　与非交联的对照组相比，使用ICL能将基因编辑活性提高三倍之多。随着编辑活动的增加，研究人员预计会看到更多的错误；相反，他们看到突变频率没有增加。

　　Richardson说："我们认为发生的情况是，细胞检测并试图修复我们添加了这种交联的受损DNA。在这样做的过程中，它将细胞推迟到它通常会停止这种重组过程的检查点。因此，通过延长细胞进行这种重组的时间，它使编辑更有可能完成。"

　　重组是DNA片段被破坏和修复（重组）以产生新版本的DNA序列（等位基因）的过程。研究人员说，他们的基因编辑新方法在实验室环境中对开发更有效的疾病模型很有用，为更好的临床和治疗干预打开了大门。

　　该研究的主要作者Hannah Ghasemi说："我们可以更有效地敲除基因，将东西插入基因组，在实验室环境中研究人体以外的系统。"

　　这项研究发表在《自然-生物技术》杂志上。