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研究人員開發GOTI技術 可靈敏檢測基因編輯是否脫靶 日期:2019.03.06

導讀:據統計,全球有7000多種罕見病,其中80%的罕見病是單基因遺傳病。近年來,隨著基因編輯技術的逐漸成熟,基因治療被人們寄予厚望。

    然而,基因治療的風險不可低估,其中“脫靶效應”是基因編輯技術最大的風險來源。

    基因編輯的“子彈”如果沒有命中目標,就會產生脫靶效應,可能會導致諸如癌症等不良的基因變異。這種風險讓人們對這種新的技術手段望而卻步。近日,中國科學院神經科學研究所與國內外研究機構的研究者們合作開發了一種被命名為GOTI的技術,能夠準確、靈敏地檢測到基因編輯方法是否會產生脫靶效應,使基因編輯技術向安全地帶邁進了一步。

    此前,人們推出過多種檢測脫靶的方案。但小鼠或者人類個體間基因存在很大差異,基因編輯所產生的脫靶效應會被淹沒在這些差異之中。以往的檢測方法很難從這些差異中分辨出哪些是基因編輯所造成的脫靶,哪些是個體本身的差異,因此無法有效判別基因編輯工具的安全性。

    GOTI顛覆了原有的脫靶檢測手段。實驗的精妙之處是利用小鼠胚胎做實驗。在受精卵分裂成兩個時,基因編輯其中的一個,並用紅色熒光蛋白進行標記。編輯之後,讓兩個細胞繼續分裂,等小鼠胚胎發育到14.5天時,基於紅色熒光蛋白篩選出基因編輯細胞和沒有基因編輯的對照細胞。

    由於這兩組細胞基因背景完全一致,且無需基因組體外擴增,避免了遺傳背景的幹擾,同時還可以清楚地展現單個堿基的突變,GOTI因此展現出強大的靈敏性,對數量極少的基因編輯脫靶也可感知。

    此外,研究人員使用GOTI技術發現BE3單堿基編輯會產生大量脫靶突變。這一發現使人們重新審視原本認為“特別安全、幾乎不會有脫靶”的單堿基突變技術,並為基因編輯工具的安全性評估帶來了突破性的新技術,有望成為新的行業檢測標準。相關研究結果於3月1日發表在《科學》上。

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