CRISPR-Cas9靶向纳米孔测序在STR分型中的应用

《ELECTROPHORESIS》：CRISPR-Cas9-Targeted Nanopore Sequencing for STR Typing

CRISPR-Cas9靶向测序通过单链向导RNA富集目标DNA区域，本研究评估了无PCR的Cas9-seq在法医STR分型中的效能。针对D18S51等7个STR位点，使用人类NA12878和293T细胞系DNA（3μg）进行实验，Cas9-seq的富集倍数达643.45和468.34倍， strand偏倚显著低于amplicon-seq。但Cas9-seq在等位基因平衡性方面无优势，且测序噪声更高。两组方法在STR分型中共出现3例误判，Cas9-seq未引入SNP假阳性，而amplicon-seq产生3例。结论指出Cas9-seq可能不适用于法医STR分型。

　　

摘要

CRISPR-Cas9靶向测序通过使用单导向RNA（sgRNA）引导Cas9蛋白结合并切割特定的DNA序列，从而富集感兴趣的DNA区域。探索使用CRISPR-Cas9靶向纳米孔测序（称为Cas9-seq，这是一种无需聚合酶链反应（PCR）的工作流程）进行法医短串联重复序列（STR）分析的有效性，并将其与基于扩增的方法进行比较是非常有趣的。在这项初步研究中，我们构建了一种Cas9-seq方法，用于分析七个STR位点，包括D18S51、FGA、TPOX、D16S539、vWA、CSF1PO和TH01。使用来自人类NA12878和293T细胞系的3 μg DNA样本，通过Cas9-seq分别获得了643.45倍和468.34倍的sgRNA靶向区域富集比。与ForenSeq DNA Signature Prep试剂盒的PCR扩增产物纳米孔测序（amplicon-seq）相比，Cas9-seq的测序结果具有极低的链偏倚。然而，令人惊讶的是，Cas9-seq在等位基因平衡方面并未显示出优势，并且测序结果的噪声较高。在这两个样本的七个STR位点上，Cas9-seq和amplicon-seq都出现了三个基因分型错误。此外，Cas9-seq没有引入任何假阳性单核苷酸多态性（SNP），而amplicon-seq产生了三个SNP。综上所述，我们认为这种无需PCR的Cas9-seq方法可能不适合用于法医STR基因分型。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。