Genome Biology

Thành công của công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 phụ thuộc vào việc lựa chọn trình tự RNA hướng dẫn, điều này được hỗ trợ bởi nhiều trang web khác nhau. Mặc dù tầm quan trọng và sự phổ biến của các thuật toán này, nhưng vẫn chưa rõ mức độ đồng thuận giữa các dự đoán của chúng và các đo lường thực tế.

Chúng tôi tiến hành đánh giá độc lập đầu tiên đối với các dự đoán của CRISPR/Cas9. Để thực hiện điều này, chúng tôi thu thập dữ liệu từ tám nghiên cứu về off-target của SpCas9 và so sánh chúng với các vị trí được dự đoán bởi các thuật toán phổ biến. Chúng tôi xác định một số vấn đề trong một triển khai, nhưng nhận thấy rằng các dự đoán off-target dựa trên trình tự rất đáng tin cậy, xác định hầu hết các off-target với tỷ lệ đột biến vượt quá 0.1%, trong khi số lượng các dương tính giả có thể được giảm đáng kể bằng cách áp dụng ngưỡng cho điểm off-target. Chúng tôi cũng đánh giá các thuật toán dự đoán hiệu suất on-target dựa trên các bộ dữ liệu có sẵn. Sự tương quan giữa các dự đoán và hoạt động của hướng dẫn đã biến động đáng kể, đặc biệt là ở cá ngựa. Cùng với dữ liệu mới từ các phòng thí nghiệm của chúng tôi, chúng tôi nhận thấy rằng mô hình dự đoán hiệu suất on-target tối ưu phụ thuộc mạnh vào việc RNA hướng dẫn được biểu hiện từ một trình điều khiển U6 hay được phiên mã in vitro. Chúng tôi cũng chứng minh rằng các dự đoán tốt nhất có thể giảm đáng kể thời gian dành cho việc sàng lọc RNA hướng dẫn.

Để làm cho những hướng dẫn này dễ tiếp cận cho bất kỳ ai đang lên kế hoạch cho một thí nghiệm chỉnh sửa gen CRISPR, chúng tôi đã xây dựng một trang web mới (http://crispor.org) dự đoán các off-target và giúp chọn và sao chép các trình tự hướng dẫn hiệu quả cho hơn 120 bộ gen sử dụng các protein Cas9 khác nhau và tám hệ thống chấm điểm hiệu suất được đánh giá ở đây.