Jaký je rozdíl mezi non-homologní end joining (NHEJ) a homologie-režie opravy (HDR)?

CRISPR genom editace využívá schopnosti Cas9 indukovat cílené DNA dvouřetězcové přestávky (DSB) obvykle několik nukleotidů před sekvencí PAM. Následné opravy chromozomální DSBs buňky mohou být klasifikovány do dvou kategorií opravy cesty: non-homologní end joining (NHEJ) a homologie-režie opravy (HDR). Ve své podstatě mohou být konce NHEJ-break ligovány bez homologní šablony, zatímco HDR-breaky vyžadují šablonu pro vedení opravy.
NHEJ je velmi účinný opravný mechanismus, který je v buňce nejaktivnější. Je také náchylný k častým mutačním chybám v důsledku Vložení a delecí nukleotidů (indels). HDR je považován za dominantní mechanismus pro přesné opravy DSB, ale trpí nízkou účinnost, jak to vyžaduje vyšší sekvenční podobnost mezi odděleno a neporušené dárce vlákna DNA. Pokud je šablona DNA použitá během opravy identická s původní nepoškozenou sekvencí DNA, existuje méně chyb nebo šancí na mutace.1,2
při provádění modifikací genu pomocí CRISPR bude populace transfekovaných buněk obsahovat kombinaci alel opravených NHEJ a HDR. DNA upravená HDR je mnohem žádoucí pro zajištění řízených modifikací.

1. H. Ghezraoui, et al., „Chromozomální translokace v lidských buňkách jsou generovány kanonickým nehomologickým koncovým spojením,“ mol Cell 55 (6): 829-842, 2014.
2. M. Jasina a R. Rothsteina. „Oprava zlomů pramenů homologní rekombinací,“ tvrdí Biol 2013.