一些CRISPR筛选可能缺失癌症药物靶点

CRISPR/Cas9基因编辑使大量生物医学实验成为可能，包括系统地关闭癌症细胞中的基因，以寻找癌症细胞严重依赖生存和生长的基因的研究。这些基因或“癌症依赖性”通常是有前景的药物靶点。但新的研究表明，许多CRISPR筛选实验依赖于被称为CRISPR/Cas9指南的成分，这些成分在所有血统的人的细胞中表现不一样好，这可能会导致CRISPR筛选错过癌症的依赖性

这些CRISPR引导是RNA的短序列，将CRISPR-Cas9酶引导到基因组中的特定位点，以切割DNA并使靶基因失活。麻省理工学院布罗德研究所和哈佛大学的科学家们的新发现表明，这些指南中约有2%没有达到目标。这意味着Cas9不会切割并使特定基因失效，从而掩盖了该基因在癌症生长中的潜在作用。该团队发现，这种情况在非洲血统的人的细胞中发生得不成比例，因为CRISPR指南是使用主要来自欧洲血统且不完全代表全球遗传多样性的人的参考基因组设计的

“这些不准确之处存在于我们可能不认识的地方，也存在于我们无法预测的地方，”布罗德大学的准成员、该论文的共同高级作者Rameen Beroukhim说，该论文最近发表在《自然通讯》上。“这项工作表明，对我们正在使用的所有工具和数据集进行系统评估是非常值得的，这样我们就可以在这些隐藏的偏见成为问题之前解决它们。”

“CRISPR在临床前研究中广泛使用，但只有少数研究人员在仔细考虑与其模型系统相关的特定种系和祖先，”布罗德大学的助理科学家、该论文的共同高级作者Jesse Boehm补充道。“这是对社区的一个警告，即功能基因组学不能免受血统偏见的影响，也是更仔细研究这类数据的机会来源。”

在他们的研究中，该团队分析了博德癌症依赖图谱（DepMap）的数据，该图谱是癌症最大的依赖资源，目前包括1000多个癌症细胞系的全基因组筛查，其中约90%来自欧洲人或东亚后裔

布罗德研究所DepMap主任Francisca Vazquez表示，DepMap中只有不到1%的细胞系引导对受到这项研究所显示的祖先偏见的影响，但这些偏见对于在未来的图书馆中识别和修复很重要。在这些结果于2022年首次作为预印本发布后，DepMap团队从他们的文库中删除了所有不起作用的指导RNA，因此数据库表明没有足够的数据来得出结论，而不是错误地返回受影响基因的无依赖性

一种新的依赖性搜索

以前，对癌症依赖性的搜索主要集中在人一生中某些细胞发生的遗传变化，称为体细胞突变。但当博士后研究员兼研究第一作者Sean Misek于2020年加入Boehm和Beroukhim的实验室时，他想知道种系遗传变异——遗传于全身所有细胞——如何影响肿瘤对治疗的反应

米塞克发现了祖先和遗传依赖性之间的许多强烈关联，其中大多数关联来自与种系变异相关的人工制品。特别是，他在CRISPR指南中看到了这些影响。引导RNA的序列与目标基因序列不完全匹配，因为目标序列因祖先而异

科学家们发现，基因组文库中89%的指南至少在一个细胞系中存在错配。他们还发现，非洲血统的人的细胞中会出现更大程度的错配

米塞克说：“在临床前研究中，这种实验偏差可能无处不在。”。“我们希望这篇论文是一场更大对话的一部分。”

了解研究项目中这种偏见的程度对科学家来说可能是一项挑战，因为下载所有必要的数据可能需要几天时间。为了解决这一问题，Boehm、Beroukhim和Broad-builded Ancestry Garden的Pattern团队建立了一个基于基因组聚合数据库（gnomAD）数据的网站，可以帮助研究人员确定祖先对他们选择的指南的影响

米塞克说：“很多实验室在某种意义上使用CRISPR，他们应该有一个检查试剂的机制。”。“我们的目标是让人们更容易在自己手中缓解这个问题。”

图书馆的经验教训

Boehm说，由于祖先的遗传变异对研究的影响远远超出了对癌症依赖性的搜索，团队的发现对个体研究的影响程度也会有所不同。Boehm说，尽管这种偏差在DepMap中的影响相对较小，但在仅研究一种或少量细胞系的实验中，其影响可能要大得多

展望未来，研究团队和DepMap研究人员表示，解决这种偏见的一个重要方法是增加大规模细胞系文库中的遗传多样性

巴斯克斯说：“我们鼓励社区从代表性不足的人群中向我们发送细胞系。”。“这是一个需要解决的非常重要的问题。”