到目前为止，规模最大的CRISPR效应研究已经开发了一种方法来预测CRISPR-Cas9基因编辑可以引入的细胞的确切突变。威尔斯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，并为结果开发了机器学习预测工具。这将有助于使用CRISPR-Cas9的研究人员研究疾病机制和药物靶点。
今天在《自然生物技术》(Nature Biotechnology)上(11月27日)报道，新的资源将使科学家能够预测最佳序列，并使CRISPR-Cas9基因编辑更加可靠，因此更便宜、更有效。
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的技术来研究哪些基因对于从癌症到罕见疾病的各种疾病是重要的。现在，它正在进行治疗试验，以纠正人类基因中的有害突变。
引导特定的RNA与目标DNA的精确序列结合，引导Cas9“剪刀”在正确的位置切割DNA。然而，很难准确预测最终的突变会是什么，因为当细胞修复和断裂时，往往会发生进一步的变化，重新连接脱氧核糖核酸的两个切割端。
为了研究这一点，研究人员创建了40，000多对不同的目标DNA和引导RNA，并编辑了CRISPR-Cas9基因。通过对不同细胞中的每一对进行深度测序，他们可以详细分析DNA切割和重新连接的方式。他们发现修复依赖于DNA的精确序列和指令，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串行数据创建一个机器学习计算工具，该工具创建通用规则来确定修复结果。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。
Wellcome Sanger Institute的第一作者之一Luca Crepaldi博士说：“我们对CRISPR-Cas9的功能进行了迄今为止规模最大、最全面的研究，为我们的研究过程分析了超过1亿个DNA序列。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。
Wellcome Sanger研究所的第一作者Felicity Allen博士说：“在编辑完CRISPR-Cas9后，我们发现了可复制的DNA修复，结合了我们生成的大量序列数据，这意味着我们可以使用机器学习来创建预测工具。我们的资源可以预测通过编辑CRISPR-Cas9基因产生的确切突变，仅从目标DNA的序列。它将为未来的CRISPR-Cas9应用节省时间和资源，并且可以被所有使用基因的研究人员使用。编辑健康和疾病。”
Wellcome Sanger研究所论文的资深作者Leopold Parts博士说：“CRISPR-Cas9是一个非常重要的系统，可以将DNA突变引入DNA，用于研究和前瞻性治疗。我们的研究使科学家能够更好地理解其工作原理，我们的转化方法使人们能够预测每个CRISPR-Cas9编辑器在细胞中的影响。这可以更好地设计编辑实验，并可能导致未来的治疗应用。”
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