到目前为止，最大的CRISPR行动研究已经开发出一种方法，可以预测CRISPR-Cas9基因编辑可以引入细胞的确切突变。惠康桑格研究所的研究人员编辑了4万个不同的DNA片段，分析了数千万个DNA序列，揭示了基因编辑的影响，并开发了结果的机器学习预测工具。这将有助于研究人员使用CRISPR-Cas9研究疾病机制和药物靶点。

今天(11月27日)在《自然生物技术》杂志上报道，新的资源将使科学家能够预测最佳序列，使CRISPR-Cas9基因编辑更加可靠，因此更加便宜和有效。

CRISPR-Cas9 *是一种基因编辑技术，使研究人员能够在基因组的任何地方切割DNA，产生突变并关闭特定的基因。全世界的科学家都在利用这项重要技术研究哪些基因对各种疾病很重要，从癌症到罕见疾病。现在，它正在进行治疗实验，以纠正人类基因中的有害突变。

引导特异性RNA与目标DNA的精确序列结合，引导Cas9剪刀’在正确的位置剪切DNA。然而，很难准确预测最终的突变是什么，因为当细胞修复断裂时，往往会发生进一步的变化，重新连接DNA的两个切割端。

为了研究这一点，研究人员创建了40，000多对不同的目标DNA和指令RNA，并编辑了CRISPR-Cas9基因。通过对每对不同的细胞进行深度测序，他们能够详细分析DNA是如何被切割和重新连接的。他们发现修复依赖于DNA的精确序列和指导，并且在相同的序列中是可重复的。

然后，研究人员使用大量的序列数据来创建一个机器学习计算工具，该工具为确定修复结果创建了通用规则。这个程序(称为FORECasT)使他们能够仅使用目标DNA序列来预测修复的序列。

来自惠康桑格研究所的共同第一作者Luca Crepaldi博士表示，“到目前为止，我们对CRISPR-Cas9的作用进行了最大规模和最全面的研究，分析了超过1亿个DNA序列，以便我们能够研究这一过程。我们证明细胞以同样的方式修复特定的靶序列，并证明细胞机制的功能是可重复的。

来自惠康桑格研究所的第一作者Felicity Allen博士表示，“在CRISPR-Cas9编辑后找到可复制的DNA修复，结合我们生成的大量序列数据，意味着我们可以使用机器学习来创建一个预测工具。我们的资源可以预测CRISPR-Cas9基因编辑产生的确切突变，仅从目标DNA的序列来看。它将为未来的CRISPR-Cas9应用节省时间和资源，并且它可以被所有使用基因的研究人员公开使用。编辑研究健康和疾病。”

来自惠康桑格研究所的论文的高级作者Leopold Parts博士说：“CRISPR-Cas9是一个非常重要的系统，用于将DNA突变引入DNA，用于研究和前瞻性治疗目的。我们的研究使科学家能够更好地理解它是如何工作的，我们的转化方法使人们能够预测细胞中每个CRISPR-Cas9编辑的影响。这可以更好地设计和编辑实验，并可能导致未来的治疗应用。”