Улучшенный метод CHANGE-Seq для изучения геномных редакторов
Ученые из Детской исследовательской больницы Сент-Джуд разработали простой, чувствительный и высокопроизводительный метод для определения мест непреднамеренных двунитевых разрывов ДНК, вызванных геномными редакторами, такими как CRISPR-Cas9. Метод назван Circularization for High-throughput Analysis of Nuclease Genome-wide Effects by Sequencing (CHANGE-seq). Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology.
CRISPR-Cas нуклеазы — это революционная технология редактирования генома, широко применяемая в исследованиях и изучаемая как основа для будущей терапии. Хотя редактирование генома обещает улучшить лечение рака, серповидноклеточной анемии и других заболеваний, поиск высокоспецифичных мишеней остается сложной задачей. Факторы, влияющие на нецелевую активность, в значительной степени неизвестны.
"CHANGE-seq — это первый по-настоящему масштабируемый метод для выявления непреднамеренной активности CRISPR-Cas нуклеаз", — заявил автор-корреспондент Шенгдар Цай. "С его помощью ученые теперь могут быстро выбирать лучшие и самые безопасные редакторы генома и мишени для терапевтического редактирования".
Индивидуализированный инструмент
Геном каждого человека уникален, и эти различия могут приводить к разной реакции на терапию у людей с одним заболеванием. Поэтому важны методы, применимые к индивидуальным геномам.
"CHANGE-seq можно использовать для определения влияния генетических вариаций человека на активность редактирования генома", — сказала первый автор Сисера Лаззаротто. "Мы обнаружили, что индивидуальные генетические вариации могут сильно влиять на нецелевую активность редактирования генома in vitro".
Простота CHANGE-seq позволяет быстро применять его к любой геномной ДНК. Кроме того, возможность анализировать множество образцов позволила исследователям создать большой набор данных, на котором они обучили алгоритм машинного обучения для точного предсказания нецелевой активности.
С помощью этого ресурса удалось выявить простые метрики, связанные с высокоспецифичными мишенями для редактирования генома. Результаты показали, что сайты высокой активности и специфичности независимы, что позволяет предположить возможность поиска идеальных мишеней, обладающих обоими свойствами.
"CHANGE-seq позволил нам изучить влияние генетических и эпигеномных факторов на активность редактирования генома в первичных Т-клетках человека в беспрецедентном масштабе", — сказал автор Юн Ченг.
Протоколы CHANGE-seq и программное обеспечение с открытым исходным кодом для анализа включены в статью и доступны онлайн для других исследователей.