我國科學家成功建立“GOTI”新型脫靶檢測技術

近日，一種被命名為GOTI（Genomewide Off-target analysis by Two-cell embryo Injection）的新型脫靶檢測技術被我國科學家建立，該技術發現：近年來興起的單堿基編輯技術有可能導致大量無法預測的脫靶，因而存在嚴重的安全風險。此研究顯著提高了基因編輯技術脫靶檢測的敏感性，并且可以在不借助于任何脫靶位點預測技術的情況下發現之前的脫靶檢測手段無法發現的完全隨機的脫靶位點，為基因編輯工具的安全性評估帶來了新工具，有望成為新的行業檢測標準。

CRISPR/Cas9是廣泛關注的新一代基因編輯工具，自從2012年被發明以來，它一直以其高效性和特異性備受世人的期待，學術界普遍認為基于CRISPR/Cas9及其衍生工具的臨床技術將為人類的健康作出巨大貢獻。然而值得注意的是，CRISPR/Cas9從問世以來，其脫靶風險一直備受關注，如果將CRISPR/Cas9及其衍生工具用于臨床的話，脫靶效應可能會引起包括癌癥在內的很多種副作用。因此一種能夠突破之前限制的脫靶檢測技術，將會成為CRISPR/Cas9及其衍生工具是否能最終走上臨床的關鍵。人們迫切希望可以找到一種既能夠不依賴于脫靶位點預測，又能有足夠信噪比的精密脫靶檢測手段。

因此，如果要提升檢測脫靶效應的精度，就必須徹底顛覆原有的脫靶檢測手段。首先，為了實現不借助于脫靶位點預測，這就要求必須找到非常嚴格的對照組來確定基因突變的位點；同時為了檢測不依賴于sgRNA的隨機突變，最好使用基于單細胞全基因組測序。為了實現以上目標，楊輝研究組與合作者建立了一種名叫“GOTI”的脫靶檢測技術。

借助于這個系統，團隊成員先是檢測了最經典的CRISPR/Cas9系統。結果發現，設計良好的CRISPR/Cas9并沒有明顯的脫靶效應，這個結果結束了之前對于CRISPR/Cas9脫靶率的爭議。然而團隊還檢測了另一個同樣被寄予厚望的CRISPR/Cas9衍生技術BE3，這個系統可以精確引入點突變，在之前的研究中從未發現過有明顯的脫靶問題。然而在GOTI的檢測下發現，BE3存在非常嚴重的脫靶，而且這些脫靶大多出現在傳統脫靶預測認為不太可能出現脫靶的位點，因此之前方法一直沒有發現其脫靶問題。團隊分析后認為，這些脫靶位點有部分出現在抑癌基因上，因此經典版本的BE3有著很大的隱患，目前不適合作為臨床技術。研究團隊的這些重要發現證實了，以BE3為代表的部分基因編輯技術存在無法預測的脫靶風險，讓世人重新審視了這些新興技術的風險。更重要的是，此工作建立了一種在精度、廣度和準確性上遠超越之前的基因編輯脫靶檢測技術，有望由此開發精度更高、安全性更大的新一代基因編輯工具，建立行業的新標準。