解答CRISPR基因編輯疑惑：為何有時有效，有時無效？

　　伊利諾伊大學芝加哥分校的研究人員第一次指出了為什么CRISPR基因編輯有時無法生效，以及如何能幫助這一過程更為有效。

　　CRISPR是一種大熱的基因編輯工具，它能幫助科學家們從DNA中切除不需要的基因或遺傳物質，有時還可以添加上所需的序列。CRISPR使用的是一種名為Cas9的酶，它像剪刀一樣切除不需要的DNA。一旦在要去除的DNA的任一側上進行切割，細胞或者開始修復，將DNA鏈的兩端粘合在一起，或者死亡。

　　在最新這項研究中，研究人員發現，當利用CRISPR進行基因編輯時，存在15％的失敗率，這通常是由于Cas9蛋白與切割位點的DNA持續結合，阻止了DNA修復酶進入切口。

　　這是第一次發現為何CRISPR基因編輯會失敗，文章作者之一，生物化學和分子遺傳學副教授Bradley Merrill表示。

　　“我們發現，Cas9在‘dud'位置上會持續與DNA鏈結合，阻止了細胞啟動修復過程，”Merrill說。卡住的Cas9也無法繼續進行額外的DNA切割，從而限制了CRISPR的效率。

　　同時，研究人員也發現Cas9在存在RNA聚合酶的基因組位置上無法發揮作用，進一步研究表明，引導Cas9僅僅在DNA雙螺旋的一條鏈上退火，能促進Cas9與RNA聚合酶之間的相互作用，有助于將“dud”Cas9轉化為有效的基因組編輯位置。

　　具體而言，研究人員發現在基因組編輯過程中，Cas9的鏈選擇性迫使RNA聚合酶與Cas9碰撞，使得Cas9被DNA推開。

　　“我感到驚訝的是，選擇這一條DNA鏈而不是另一條DNA鏈，對基因組編輯產生如此強大的影響，”文章的第一作者Clarke說，“揭示這種現象背后的機制有助于我們更好地理解Cas9與基因組的相互作用如何導致某些編輯失敗的原因，并且在設計基因組編輯實驗時，我們可以將其應用上。”

　　“這一新觀點對于基因組編輯，以及未來基因組編輯在臨床上的應用都非常重要，”Merrill說。

　　同時這一發現對于了解基因組編輯的“限速步驟”——Cas9和DNA鏈之間的相互作用也十分重要。這意味著它是該過程中最慢的部分。因此，控制此階段的變化最有可能影響基因組編輯的總體持續時間。

　　“如果我們能夠減少Cas9與DNA鏈相互作用的時間（即Cas9與RNA聚合酶的相互作用），就可以減少酶量，降低接觸，從而減少不良反應或副作用，這對于可能患者的未來療法至關重要。”