基因编辑是现今先进的疗法之一，其中 CRISPR 技术发现者去年因此获得诺贝尔奖。尽管 CRISPR 被广泛应用基改作物、动物，也有许多人体治疗案例，但基因编辑仍难以避免脱靶效应（off-target），这会使得基因产生非预期的突变。
普林斯顿大学（Princeton University）团队近期连续刊登于《Cell》两项研究，提出一种名为“Repair-seq”筛选工具，借由分析 DNA 修复机制，有效提升 CRISPR 编辑效率及精准度。
Repair-seq 结合 CRISPR 分析 DNA 修复机制
当 DNA 损坏时会启动自动修复机制，这项机制也跟基因编辑有关，因为破坏双股 DNA 即是基因编辑的第一步骤，一旦过程有失误就会造成意外的突变。
为了了解修复 DNA 损伤的机制如何改善基因编辑效率，研究团队先以 CRISPR/Cas9、Cas12a 工具破坏 DNA 结构，接着再透过 repair-seq 筛选出不同的 DNA 修复机制。
在 476 个筛选出与 DNA 修复有关的基因中，包含 DNA1、MCM10 参与基因片段修复的机制。其他完整的基因图谱也可在线上数据库搜索。
Prime editing 筛选出干扰 DNA 修复途径
研究团队也应用麻省理工学院（MIT）提出的 prime editing 技术，prime editing 只切割单股 DNA。该技术同样利用引导 RNA 将 Cas9 结合至标靶位点，在 DNA 被破坏之后，研究团队再一一关闭 476 个与 DNA 修复功能有关基因，并以 repair-seq 检视分别造成的影响。
结果显示核酸错误配对修复（mismatch repair）机制，会阻挡 prime editing 作用，该团队也设计出能暂时关闭这项功能的表现蛋白 MLH1dn。
研究负责人 Adamson 教授提到，repair-seq 可以大量呈现基因编辑工具造成的影响。而只要能回避掉特定 DNA 修复途径（如：核酸错误配对修复），将能大幅提升基因编辑效率。
延伸阅读：用 CRISPR 编辑肠道菌！微生物疗法降低癌症免疫疗法副作用参考资料：
1. Cell, 2021; https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01176-4
2. Cell, 2021; https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01065-5
3. https://www.princeton.edu/news/2021/10/20/princeton-led-studies-boost-crispr-gene-editing-prospects
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