CRISPR-Cas9是一種基因編輯技術(shù)，能夠讓人們在基因組的任何位置切割DNA，從而產(chǎn)生突變和關(guān)閉特定基因。*的科學(xué)家都在使用這項(xiàng)重要技術(shù)來研究哪些基因?qū)Ω鞣N疾病（從癌癥到罕見疾?。┒己苤匾Ｈ缃?，人們正在利用它開展治療性林場試驗(yàn)，以便校正人類基因中的有害突變。特異性的向?qū)NA（gRNA）與的靶DNA序列結(jié)合，從而將Cas9“剪刀”引導(dǎo)到合適的DNA位點(diǎn)上。然而，人們很難預(yù)測終的突變將會是什么樣子，這是因?yàn)楫?dāng)細(xì)胞修復(fù)DNA雙鏈斷裂將DNA的兩個(gè)切割末端重新連接在一起時(shí)，這通常會導(dǎo)致進(jìn)一步的變化發(fā)生。

為了研究這一點(diǎn)，在一項(xiàng)迄今為止大規(guī)模的探究CRISPR作用機(jī)制的研究中，來自英國威康基金會桑格研究所的研究人員構(gòu)建出4萬多對不同的靶DNA和gRNA，并執(zhí)行CRISPR-Cas9基因編輯。通過對不同細(xì)胞中的每對靶DNA和gRNA進(jìn)行深度測序，他們能夠詳細(xì)地分析DNA是如何被切割和重新連接在一起的。他們發(fā)現(xiàn)這種DNA修復(fù)依賴于靶DNA和gRNA的序列，并且發(fā)現(xiàn)在相同的序列中，這是可重復(fù)的。相關(guān)研究結(jié)果于2018年11月27日在線發(fā)表在Nature Biotechnology期刊上，

這些研究人員隨后利用大量的序列數(shù)據(jù)開發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算工具，該工具創(chuàng)建了確定DNA修復(fù)結(jié)果的一般規(guī)則。這種稱為FORECasT的程序能夠讓他們僅使用靶DNA序列來預(yù)測修復(fù)后的DNA序列。

這項(xiàng)研究是迄今為止對CRISPR-Cas9作用機(jī)制進(jìn)行了大規(guī)模和全面的研究，分析了一億多個(gè)DNA序列，這就使得研究這個(gè)基因編輯過程成為可能。這些研究人員正是細(xì)胞以細(xì)胞的方式修復(fù)特定的靶序列，這就表明細(xì)胞的這種修復(fù)機(jī)制是可重復(fù)的