Sentieon | 每周文献 -Gene Editing（基因编辑）- 第六期

基因编辑系列文章-1

• 标题（英文）：CRISPR-Mediated Generation and Characterization of a Gaa Homozygous c.1935C>A (p.D645E) Pompe Disease Knock-in Mouse Model Recapitulates Human Infantile Onset-Pompe Disease

• 标题（中文）：通过 CRISPR 介导的 Gaa 纯合 c.1935C>A(p.D645E)点突变的庞贝氏病敲入小鼠模型的建立和表征模拟了人类婴儿期发病的庞贝氏病

• 发表期刊：《bioRxiv》

• 作者单位：CHOC 儿童研究院等

• 发表年份：2022

• 文章地址：https://doi.org/10.1101/2022.05.30.494061
  

庞贝病 （PD） 是一种常染色体隐性遗传病，由溶酶体酸 α-葡萄糖苷酶 （GAA） 不足引起，导致溶酶体内糖原在组织中的降解减少和随后的积累，尤其是骨骼肌和心肌。c.1935C>A （p.Asp645Glu） 变异是台湾和华南地区人群中最常见的 GAA 致病突变，可引起婴儿期 PD （IOPD），新生儿表现为重度肥厚型心肌病、严重肌张力减退和呼吸衰竭，如果不治疗会导致夭折。

为了后续研究 IOPD 致病机制及促进与该突变相关的治疗方法的开发，在本研究中，研究者使用一种新的双 sgRNA 方法在靶向位点两侧应用 CRISPR-Cas9 同源定向修复（HDR）产生了 Gaa^Em1935C>A敲入突变小鼠模型以及携带 Gaa^c.1935C>A突变的肌母细胞系。研究者对 3 月龄 Gaa^Em1935C>A纯合突变小鼠的分子、生化、生理、组织学和行为特征等方面进行了详细描述。在全基因组数据分析部分，研究者使用 Sentieon 中的不同模块对测序数据进行 PCR 错误鉴定、去重复、InDel 附近 reads 重排、变异检测等。

综上所述，Gaa^Em1935C>A敲入小鼠模型概括了由 Gaa^c.1935C>A致病变异引起的人类 IOPD 的分子，生化，组织病理学和表型方面特征。它是评估治疗 IOPD 的创新疗法的理想模型，包括纠正致病变异，恢复 GAA 活性和产生功能表型的个性化治疗策略。

基因编辑系列文章-2

• 标题（英文）：CRISPR-detector: fast and accurate detection, visualization, and annotation of genome-wide mutations induced by genome editing events

• 标题（中文）：CRISPR-detector：快速、准确地检测、可视化和注释基因组编辑事件引起的全基因组范围突变

• 发表期刊：《Journal of Genetics and Genomics》

• 作者单位：中国科学院大学生命科学学院、Sentieon 公司等

• 发表年份：2023

• 文章地址：https://doi.org/10.1016/j.jgg.2023.03.010
  

生物信息学工具可以用于跟踪基因编辑技术中靶和脱靶事件。现有工具在速度、可拓展性上存在限制，尤其是在 WGS 数据分析方面。因此，研究者开发了一种名为 CRISPR-detector 的综合性工具。该工具是一套基于 Web 且可本地部署的基因编辑序列分析流程。核心分析模块基于 Sentieon 软件的 TNscope 模块并设计了额外的注释和可视化模块。CRISPR-detector 提供优化的可拓展性，另外由于基于单倍型变异调用，因此准确性更高。此外，该工具还提供结构变异调用、突变的功能和临床注释。

目前已有工具存在以下问题：首先，大多数工具旨在分析单个或仅几个扩增子，这限制了它们的速度和可扩展性。随着需要全面覆盖所有潜在的脱靶位点，大型面板甚至全基因组测序（WGS）分析变得越来越必要。其次，这些现有工具不支持配对治疗/对照测序数据的共同分析。因此，先前存在的单核苷酸多态性（SNP）和插入缺失可能被错误地解释为 CRISPR / Cas 诱导的突变，导致编辑事件的定量不正确。第三，结构变异（SV），包括缺失、重复、拷贝数变异、插入、倒置和易位，通常被当前的分析工具忽略。SV 被定义为大小约为 1 kb–3 Mb 的 DNA 区域内的改变（尽管结构变异的操作范围已扩大到包括事件>50 bp），应在综合分析中加以考虑。第四，大多数现有的管线不能预测编辑诱导突变引起的功能或临床后果。

综上所述，研究者提出了一个全面的平台，CRISPR-detector，以解决现有基因组编辑分析工具的局限性。CRISPR-detector 提供了几项关键创新，包括通过允许 WGS 数据分析来提高可扩展性，以及通过基于单倍型的变体调用来处理测序错误来提高准确性。此外，管道可以比较处理过的和对照配对的样品，以去除其他工具经常忽略的背景变体。此外，CRISPR-detector 提供集成的 SV 检测，并支持基因组编辑诱导突变的临床和功能注释。在模拟和真实数据集上的测试实验表明，CRISPR-detector 在灵敏度和准确性方面都优于当前的行业标准工具 CRISPResso2。

Sentieon 软件介绍

Sentieon 为完整的纯软件基因变异检测二级分析方案，其分析流程完全忠于 BWA、GATK、MuTect2、STAR、Minimap2、Fgbio、picard 等金标准的数学模型。在匹配开源流程分析结果的前提下，大幅提升 WGS、WES、Panel、UMI、ctDNA、RNA 等测序数据的分析效率和检出精度，并匹配目前全部第二代、三代测序平台。

Sentieon 软件团队拥有丰富的软件开发及算法优化工程经验，致力于解决生物数据分析中的速度与准确度瓶颈，为来自于分子诊断、药物研发、临床医疗、人群队列、动植物等多个领域的合作伙伴提供高效精准的软件解决方案，共同推动基因技术的发展。

截至 2023 年 3 月份，Sentieon 已经在全球范围内为 1300+用户提供服务，被世界一级影响因子刊物如 NEJM、Cell、Nature 等广泛引用，引用次数超过 700 篇。此外，Sentieon 连续数年摘得了 Precision FDA、Dream Challenges 等多个权威评比的桂冠，在业内获得广泛认可。

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