Hvad er forskellen mellem ikke-homolog slutforbindelse (NHEJ) og homologistyret reparation (HDR)?

CRISPR-genomredigering drager fordel af Cas9s evne til at inducere målrettede DNA-dobbeltstrengsbrud (DSB ‘ er) normalt et par nukleotider opstrøms for PAM-sekvensen. Den efterfølgende reparation af kromosomale DSB ‘ er af cellen kan klassificeres i to kategorier af reparationsveje: ikke-homolog slutforbindelse (NHEJ) og homologistyret reparation (HDR). I sin kerne kan nhej-break-ender ligeres uden en homolog skabelon, mens HDR-breaks kræver en skabelon til at guide reparation.
NHEJ er en meget effektiv reparationsmekanisme, der er mest aktiv i cellen. Det er også modtageligt for hyppige mutationsfejl på grund af nukleotidindsættelser og sletninger (indels). HDR betragtes som den dominerende mekanisme til præcis DSB-reparation, men lider af lav effektivitet, da det kræver højere sekvenslighed mellem de afskårne og intakte donorstrenge af DNA. Der er færre fejl eller chancer for mutationer, hvis DNA-skabelonen, der blev brugt under reparation, er identisk med den oprindelige ubeskadigede DNA-sekvens.1,2
når der foretages ændringer af et gen ved hjælp af CRISPR, vil populationen af transficerede celler indeholde en kombination af NHEJ-reparerede og HDR-reparerede alleler. HDR-redigeret DNA er meget mere ønskeligt for at sikre kontrollerede modifikationer.

1. H. G. S. et al., “Kromosomale translokationer i humane celler genereres ved kanonisk ikke-homolog slutforbindelse,” Mol-celle 55(6):829-842, 2014.
2. M. Jasin og R. Rothstein. “Reparation af strandbrud ved homolog rekombination,” Cold Spring Harb Perspect Biol 2013.