Nat Commun | CRISPR/Cas9系统新型脱靶机制解析和gRNA重编程实现安全升级与多功能拓展

本文报道了一种在CRISPR/Cas9系统中新发现的脱靶机制——TracrRNA依赖性脱靶（TDO），该机制源于细胞内源性RNA劫持外源sgRNA，形成非预期的功能复合物，导致非特异性DNA切割。研究团队通过构建包含近6000个突变体的gRNA文库并结合机器学习，系统解析了crRNA-tracrRNA的结构与热力学规则，实现了gRNA的重编程优化，显著降低了TDO风险。基于此，研究还开发了活细胞RNA检测、抵抗无PAM限制的SpRY-Cas9自编辑、多基因同步编辑（如同时编辑6个基因）以及干细胞增强子功能注释等新型工具平台。这些成果不仅为CRISPR技术的安全性提供了新见解，也拓展了其在基础研究和临床基因治疗中的应用潜力。