当谈到基因工程的潜力时，人类的想象力是唯一的限制——尤其是在CRISPR技术取得突破之后。

一项新的丹麦研究项目可以帮助改进这种方法，这是朝着更精确、更有效地使用“基因剪刀”迈出的一步。

奥胡斯大学生物医学系副教授罗永伦Yonglun Luo说:“我们的研究表明，通过更好地理解CRISPR/Cas9蛋白及其gRNA成分，我们可以更准确地命中和切割DNA，从而优化基因修饰的有效性。”

革命性的技术

十年前，研究人员在细菌中发现了一种可以切割DNA的蛋白质，这种蛋白质使用一种所谓的导向RNA来识别需要切割DNA的地方。此后，CRISPR技术被誉为基因技术的一场革命。

CRISPR使得在任何生物体中移除或插入你想要的确切基因成为可能——从细菌到植物再到人类。

CRISPR技术还可以通过对基因中出现的错误进行精确的修正，从而治愈疾病。

这意味着这项技术在基础研究、公共卫生、农业和医药方面有着几乎无限的用途。

防止意外修改

技术的实施将要求方法是有效和精确的，所以我们需要只实现想要的，而不是意想不到的基因修改。

为了更好地理解影响CRISPR方法有效性的机制，来自哥本哈根大学和奥胡斯大学的研究人员使用了一个基于能量的模型来识别调节CRISPR- cas9活性和规格的机制。

该模型使研究人员能够设计gRNA组件，从而提高方法的有效性，并将意外效应(也被称为“脱靶效应”)最小化。

“使用CRISPR方法治疗疾病时，意外脱靶是一个主要问题，大多数测量脱靶的工具都有严重的局限性，不包括我们在研究中发现的因素。这些发现为我们提供了高效和精确设计CRISPR-gRNA的关键，”罗永伦博士解释说。

精炼方法

之后研究人员将继续完善方法和gRNA成分的设计，进一步提高方法的有效性和精度。“我们还将尝试寻找测量靶内和靶外区域的新方法，并开发创新方法来解决仍然限制我们使用CRISPR-Cas9方法的能力的靶外挑战。”

该计算研究使用基于能量的CRISPR-gRNA-target结合模型，在11062个实验验证的gRNA效率数据集上系统分析核苷酸结合和CRISPR编辑活性之间的关系。利用该团队开发的基于文库的新方法，测量了1024个位点上SpCas9的切割效率，进一步验证了CRISPR-Cas9可以通过滑动重叠的原间距相邻基序(PAMs)来微调其在目标位点上的结合，最大化编辑效率。

文章标题

CRISPR/Cas9 gRNA activity depends on free energy changes and on the target PAM context