CRISPR-Cas9 är ett genredigeringsverktyg som gör det möjligt för forskare att göra exakta förändringar av levande cellers DNA. Verktyget använder en guide-RNA-molekyl för att rikta in sig på en specifik DNA-sekvens, och sedan skär Cas9-proteinet DNA:t på den platsen. Detta snitt utlöser cellens naturliga DNA-reparationsmekanismer att börja sätta igång, och cellen reparerar DNA:t med en av två huvudvägar:icke-homolog ändförbindning (NHEJ) eller homologiriktad reparation (HDR).
NHEJ är en snabb och felbenägen reparationsväg som helt enkelt sammanfogar de två trasiga ändarna av DNA igen, vilket ofta introducerar mutationer i processen. HDR är en mer exakt reparationsväg som använder en mall-DNA-sekvens för att styra reparationen, men den är långsammare och mer komplex än NHEJ.
Tidigare studier hade föreslagit att HDR är den föredragna DNA-reparationsvägen efter CRISPR-klippning, men den nya studien av Wistar-forskare visar att så inte är fallet. Faktum är att NHEJ är den dominerande reparationsvägen efter CRISPR-skärning, även när en mall-DNA-sekvens tillhandahålls.
Detta fynd kan ha viktiga konsekvenser för utvecklingen av genterapier baserade på CRISPR-teknologi. Om NHEJ är den dominerande reparationsvägen, är det mer troligt att genredigeringsexperiment kommer att introducera oavsiktliga mutationer i genomet. Detta kan leda till allvarliga säkerhetsproblem för genterapier baserade på CRISPR-teknologi.
Forskarna fann också att effektiviteten av DNA-reparation efter CRISPR-skärning beror på den specifika DNA-sekvens som riktas mot. Vissa DNA-sekvenser är mer benägna att repareras av NHEJ än andra, och detta kan göra det svårare att uppnå exakt genredigering med CRISPR-teknologi.
Resultaten av den nya studien av Wistar-forskare ger viktiga nya insikter i processen för DNA-reparation efter CRISPR-skärning. Dessa insikter kan hjälpa till att förbättra säkerheten och effektiviteten för genterapier baserade på CRISPR-teknologi.
Utöver implikationerna för genterapi kan resultaten av den nya studien också ha konsekvenser för vår förståelse av hur DNA-reparation fungerar i allmänhet. Studien visar att NHEJ är en mer mångsidig och viktig DNA-reparationsväg än man tidigare trott, och den kan belysa hur celler reparerar DNA-skador från andra källor, såsom strålning och kemoterapi.
