基因疗法是治疗由遗传异常引起的疾病的新兴策略。一种形式的基因治疗涉及使用诸如CRISPR-Cas9的基因组编辑技术直接修复缺陷基因。尽管具有治疗潜力，但基因组编辑还可能引入不必要且可能有害的遗传错误，这限制了其临床可行性 在基因组研究中发表的一项研究中，以大阪大学为中心的研究人员报告了使用修饰版的CRISPR-Cas9，它可以编辑基因，错误明显减少。
CRISPR-Cas9通过切割DNA的Cas9蛋白和短指导RNA(sgRNA)的联合作用起作用，该指导告诉Cas9在哪里进行切割。这两种分子一起允许基因组中的几乎任何基因被靶向进行编辑。然而，更大的挑战是找到一种方法，一旦它被定位，就对基因进行特定的改变。
“Cas9在其两条链上切割DNA，基本上将目标基因分成两部分，”首席研究员Shinakiro Nakada解释说。“细胞试图通过将两个部分连接在一起来修复损伤，但最终结果是不精确的，并且经常会留下意想不到的突变。”
细胞具有精确的修复形式，使用供体DNA作为模板来纠正损伤。该模板充当分子蓝图，允许细胞以更高的准确度修复DNA。重要的是，通过给细胞提供不同的蓝图 - 换句话说，通过将外源供体DNA引入细胞 - 可以对缺陷基因进行高度准确的编辑。
“问题是Cas9裂解很少通过精确的途径修复，”Nakada补充道。“我们改为使用经过修饰的Cas9，只在一条链中'切割'DNA，而不是切断两条链。我们发现，当我们同时切割靶基因和供体DNA时，我们基本上可以通过精确修复来对目标进行精确修改基因。”
研究人员发现，与传统方法相比，切口技术(他们称之为目标基因和供体(SNGD)中的单一切口)极大地抑制了非预期的基因突变率。在一项实验中，标准技术在90%的时间内产生了潜在的有害错误，而SNGD则在不到5%的时间内完成。重要的是，这种精确度不会损害该方法的整体性能，该方法能够有效地实现所需的遗传编辑。
Nakada指出：“我们的研究证明了靶向供体切口可以在没有DNA切割的情况下实现准确的基因组编辑，这对其在医学中的应用具有重要意义。” “有许多疾病可以使像这样的精确Cas9系统使基因疗法更具成本效益和更安全。我们很高兴看到这种技术如何被纳入当前的基因编辑技术范式。”