我们对工程基因组的见解

基因组生物学最近的一期特刊《基因组编辑的见解》强调了利用强大的基因组编辑工具从工程基因组中获得的有价值的见解。

中国一对双胞胎婴儿的CCR5基因被编辑以保护他们免受艾滋病毒感染，这一突发新闻再次将基因组工程置于激烈讨论的中心。人类和农业基因组工程一直是许多研究者关注的焦点，也是政策制定机构关注的焦点。然而，基因组编辑工具不仅可以用于产生具有特定期望性状的生物体，还可以用于了解更多特定的生物学机制。

农业基因组编辑

植物抗病性一直是作物的优良性状，可以解决农业生产成本高的主要问题。Xiang Ji等人研究了传统的CRISPR-Cas9基因组编辑方法，发现广泛的脱靶效应可能是该方法在农业应用的一个主要障碍。因此，他们开发了两种新的病毒诱导基因组编辑系统。他们能够证明，新系统可以有效地降低Cas9蛋白瞬时表达的病毒载量。病毒感染前后转基因植株中脱靶位点较少。

尽管CRISPR-Cas9允许以碱基对的精度对作物进行靶向基因组编辑，但在农业应用的道路上仍然存在障碍。Armin Scheben和David Edwards讨论了从实验室到农场的基因编辑作物的瓶颈，包括在农艺目标基因的发现和优先排序方面的挑战，以及政府如何严格地选择调控转基因作物。Christine Tait-Burkard和她的同事回顾了基因组编辑技术在养殖动物物种中应用的最新进展，这些进展影响着农场动物的生产力、健康和福利。

指向精确编辑

如果基因组编辑方法能够实现零脱靶和无目标误差，我们可能会更适应基因组工程生物。Ferhat Alkan及其同事提供了一个新的角度来评估CRISPR-Cas9的off-targeting效应;他们专注于核酸双能参数。Tao Guo等人重点研究了Cas9诱导的非同源末端连接的错误模式，从而设计了一种成对的引导RNA方法，在基因组编辑中利用准确的非同源末端连接。

扩展工具盒

基因组编辑工具(如用于功能基因组研究)的应用争议较少，但其在农业中的挑战性不亚于基因组编辑，因此需要扩展替代工具以适应各种基因组区域。Yong Lei和他的同事回顾了DNA甲基化领域的技术进步，当前工具面临的挑战，以及未来新工具的发展如何能够提高表观遗传标记的精确添加或去除。

这期特刊还包含了李超(Chao Li)及其同事开发的编辑工具，可以编辑植物中抗除草剂基因的多个拷贝;由Michael Gapinske和他的同事编写的CRISPR-SKIP与碱基编辑器进行基因拼接;Raed Ibraheim和他的同事在体内建立了一种所有腺相关的病毒传递系统用于脑膜炎奈瑟菌Cas9。薇薇安的特刊还包括CRISPRO交流Scheoonenberg和他的同事们,这是一个计算工具获得机械的见解从CRISPR瓷砖屏幕,进行蛋白质和核苷酸sequence-level注释,以及三维可视化的蛋白质结构,阐明功能残留物和预测基因的表型结果编辑。

随着基因组编辑工具及其应用的扩展，很明显，解决我们的伦理问题，包括人类健康和食品安全问题的措施需要加强。如何实现精确的基因组编辑的见解将能够从不同方面指导基因组编辑的规则。我们的见解和未来的研究对推动该领域朝着健康的方向发展非常重要。