嘉兴基因疗法脱靶检测分析

脱靶来自于这些技术所携带的功能基团，如碱基编辑的脱氨酶和先导编辑的逆转录酶，不依赖sgRNA结合基因组DNA的情况下产生的脱靶。为检测第二类脱靶现象，研究者需要针对每种技术设计专门的检测方法。1) R-loop seq在碱基编辑开发早期，虽然靶位点的编辑效率很高，但研究者也很快发现脱氨酶会在游离的时候随机修饰暴露的DNA单链，导致大量的脱靶位点。为降低这类脱靶现象的发生，研究者设计了R-loop seq，以dSaCas9结合DNA形成R-loop，暴露出DNA单链，为碱基编辑的脱氨酶提供一个固定的脱靶位点，然后以该位点的编辑效率反映碱基编辑脱氨酶的脱靶程度。脱靶检测技术是一系列针对CRISPR/Cas9系统作用机制研发的用于确定CRISPR/Cas9系统基因编辑准确性检测工具。嘉兴基因疗法脱靶检测分析

Guide-seq原理图，Discover-seq细胞内的脱靶切割一般无法直接捕获，除了Guide-seq这种连接dsODN来间接记录脱靶位点的方法外，研究者们还想出一种蛋白介导的方法Discover-seq。由于DNA双链断裂后细胞会启动DNA修复机制，大量蛋白参与到断裂处的修复，所以研究者就对相关蛋白进行筛选，找到其中MRE11结合DNA的位点与DNA双链断裂的相关性比较好。DISCOVER-seq便是通过MRE11的CHIP-seq（染色质免疫共沉淀）来反映CRISPR的脱靶位点。。。。基因疗法脱靶检测报告脱靶检测在揭示CRISPR/Cas9系统的脱靶机制以及进一步提高系统靶向性的研究中具有重要作用。

基于已有科学经验和既往非临床/临床研究结果，如果认为基因修饰细胞所采用的载体系统可将外源基因整合到细胞基因组中并可在体内长期存续，需综合分析以上风险因素，评估潜在的插入突变、致瘤/致性风险。非临床研究，应采用具有代表性的基因转导细胞进行基因整合位点分析，分析细胞的克隆组成以及在关注基因（如liu相关调控基因）附近有无优先整合迹象，含有关注整合位点的细胞有无优先异常增殖。对于嵌合抗原受体（Chimericantigenreceptor，CAR）或T细胞受体（Tcellreceptor，TCR）修饰的免疫细胞，应尽可能采用多种方法评估其靶点相关毒性和脱靶毒性风险。

目前鼓润已掌握了该项技术，简述如下：1、CRISPR与dsODNtag整合的实验技术及高通量测序建库流程将靶向于目标基因组位点的CRISPR质粒与dsODNtag以核电转的方式同时转染入真核细胞，CRISPR造成基因组双链断裂后，dsODNtag将整合入断点处，作为后续分析在靶与脱靶情况的标记。转染后3天收集细胞的DNA进行高通量建库。2、GUIDE-seq生信分析方法1）搭建了高通量测序的数据分析流程。2）利用该技术分析了CRISPR靶向编辑某细胞系基因的在靶与脱靶情况。其中一例样品的分析结果如图4所示：Sequencesofoff-targetsitesidentifiedbyGUIDE-seq.Theintendedtargetsequenceisshowninthetoplinewithcleavedsitesshownunderneathandwithmismatchestotheon-targetsiteshownandhighlightedincolor.GUIDE-seqsequencingreadcountsareshowntotherightofeachsite.3）利用PCR扩增技术联合Sanger测序鉴定了分析出的脱靶位点。针对已经获得的有切割能力的sgRNA，需要进一步明确其体内脱靶效应。

CRISPR/Cas9的问题：和TALEN和ZFNS技术一样，CRISPR/Cas9技术在应用时也存在一定概率的脱靶问题——Cas9核酸酶在非目标位点发生切割，引入非预期的基因突变。脱靶切割引入的突变可能会直接破坏细胞的基本功能，带来不可预控的严重后果。如何减轻脱靶效应？gRNA的GC含量：gRNA 的序列结构对CRISPR/Cas9基因编辑的靶向活性有影响。gRNA 序列中 40%–60%的 GC 含量可以增加靶向活性，因为较高的 GC 含量稳定了DNA：RNA 双链体并破坏了脱靶结合。gRNA-on-gRNA序列的位置对编辑有影响，位于四个核苷酸末端的嘌呤残基可以提高编辑效率。鸟嘌呤优先选择在gRNA的20位，胞嘧啶优先选择在16位以增加靶向编辑。高深度全基因组重测序服务,该方法能多方位精细地对基因编辑的细胞或个体进行off-target检测。江苏crispr脱靶检测安评

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CIRCLE-seq原理。细胞内检测方法由于提纯的基因组已经消化去除了组蛋白，结构较细胞内的染色质更为松散，理论上容易找到更多的脱靶位点。为捕获CRISPR在细胞内工作时真实发生的脱靶切割，研究者们也设计了一些细胞内的脱靶位点检测方法。1) Guide-seqCRISPR造成DNA双链断裂后，由于DNA修复机制的存在，断裂处很快就会重新连接，这时候提纯基因组DNA很难保留CRISPR造成的DNA断裂位点。所以为了记录细胞内真实的CRISPR脱靶切割，研究者们设计了Guide-seq[10]，利用NHEJ的DNA修复机制，将一段双链短核苷酸序列（dsODN）连接到CRISPR造成的DNA双链断裂处，相当于连接了一轮接头，然后再正常打断基因组，在另一侧连接第二轮接头。通过这种方式构建的文库，就可以获取脱靶位点一侧的序列。虽然每次CRIPSR导致的DNA双链断裂并不一定都会连接dsODN，但反过来说，越容易连接dsODN的位点，其发生脱靶切割的概率越高。通过Guide-seq找到的脱靶位点偏少，但一般都是可信度较高的脱靶位点，Guide-seq也是目前比较公认的一种脱靶检测方法。嘉兴基因疗法脱靶检测分析