What is the difference between non-homological end Jointing (Nhej) and homology-directed repair (HDR)?

CRISPR-genomin muokkauksessa hyödynnetään Cas9: n kykyä indusoida kohdennettuja DNA: n kaksijuosteisia katkoksia (DSBs) yleensä muutama nukleotidi Pam-sekvenssiä edellä. Kromosomien DSBs: n myöhempi korjaantuminen solun toimesta voidaan luokitella kahteen korjauspolkujen luokkaan: ei-homologiseen päätyyn liittymiseen (NHEJ) ja homologiseen ohjattuun korjautumiseen (HDR). Sen ytimessä, NHEJ-break päättyy voidaan ligated ilman homologista mallia, kun taas HDR-breaks vaatii mallin ohjata korjaus.
NHEJ on erittäin tehokas korjausmekanismi, joka on aktiivisin solussa. Se on myös altis usein mutaatiovirheille, jotka johtuvat nukleotidin insertioista ja deleetioista (indels). HDR: ää pidetään hallitsevana mekanismina täsmälliseen DSB-korjaukseen, mutta se kärsii heikosta tehokkuudesta, koska se vaatii suurempaa sekvenssien samankaltaisuutta DNA: n katkaistujen ja ehjien luovuttajasäikeiden välillä. Virheitä tai mutaatioiden mahdollisuuksia on vähemmän, jos korjauksen aikana käytetty DNA-malli on identtinen alkuperäisen ehjän DNA-sekvenssin kanssa.1,2
muunnettaessa geeniä CRISPR: ää käyttäen transfektoitujen solujen populaatio sisältää nhej-korjattujen ja HDR-korjattujen alleelien yhdistelmän. HDR-muokattu DNA on paljon toivottavampi hallitun muokkauksen varmistamiseksi.

1. H. Ghezraoui, et al., ”Kromosomaaliset translocations in human cells are generated by canonical nonhomologous end-Jointing,” Mol Cell 55 (6): 829-842, 2014.
2. Jasin ja R. Rothstein. ”Repair of Strand Breaks by Homological Rekombination,” Cold Spring Harb Perspect Biol 2013.