预测软件CRISPR-Cas9可以精确地最有效的识别靶基因与基因编辑机制

卓越的易用性和准确性科学家可以使用CRISPR-Cas9系统改变基因组改善人类健康。Cas9，在某些细菌中天然发现的蛋白质，像一对分子剪刀的功能，以精确的DNA的切断面，并且作为基因编辑工具非常有效。它可以通过使用一个匹配导RNA序列被定向到一个特定的基因进行基因突变，将基因编辑的可编程控制在科学家的手中。

 

即使Cas9可以精确地执行这些功能，多个指向RNA对于任何给定的基因的目标是一个可行的匹配，这使科学家初步排除工作来选择最佳指向RNA来对应任何给定的基因编辑任务。

为了消除选择的RNA为每个作业的试错过程，核心成员在威斯研究所生物启发工程HMS Robert Winthrop教授遗传学，以及哈佛大学的附属教学人员队伍在卫生科学与技术-MIT计划，制定了预测最佳指向的RNA指向Cas9基因目标，简单的软件程序。

 

如何有效指定任何RNA针对基于实验数据所需基因靶使用人类基因组，这是不同于目前所用的，关于只有原理操作的科学家基因打靶算法。

“这将允许在速度和精度上科学家们可以选择适当指向RNA为实现其理想的基因编辑得到改善”。

这是Cas9最常用的细菌源中提取信息，还包括世界上最全面的RNA指向库从不同的细菌种类普及使用它。

 

开发的算法，是基础，教会的小组进行了许多基因靶和免费导的RNA之间的活性的高通量分析，寻找在导向RNA序列模式可能表明他们将如何有效地结合任何给定基因靶。

在这样做时，他们选择了从各基因靶一个独特的序列和合成的DNA的相同链来表示该目标，然后它们在一个非常大的DNA文库，并存储它在细胞的质粒。该文库随后被递送，使用病毒作为递送媒介物，到培养细胞的基因组。为了测试它的RNA指向在每个目标最有效，免费指向的RNA插入与Cas9进入细胞，使Cas9在发生匹配成功的地方基因突变。一个基本的基因提取和定序的过程，然后轻松地透露指向RNA对每个目标的最佳匹配。

 

从这个数据，研究小组开发的新算法排名和得到的最有效的RNA几乎是针对任何人的基因，即便那些他们缺乏实验数据。

“我们的分析结果，我们确定了指向RNA序列显示出他们在指挥Cas9到所需的靶基因如何工作的某些特征，”Chari说。“通过设计基于这些特征的算法，我们现在可以看任何指定RNA序列，并为其分配一个结果,它是如何有效的预测工作。”

通过加快这部分基因编辑，科学家们可以集中精力申请Cas9基因编辑开发基因疗法,如疾病镰状细胞性贫血，癌症或艾滋病病毒，并且创造了转基因生物可以帮助清理环境或执行其他功能，如持续生产化学品。

“科学家在他们每天的日常工作使用Cas9做RNA引导，迅速缩小指向RNA的范围将是最有效最直接得到感兴趣的基因， “Chari说。