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　　7月4日，电子科技大学生命科学与技术学院/信息生物学研究中心张勇教授团队、扬州大学张韬教授团队及美国马里兰大学Yiping Qi博士团队合作，在《Genome Biology》期刊在线发表了题为“A large-scale whole-genome sequencing analysis reveals highly specific genome editing by both Cas9 and Cpf1 (Cas12a) nucleases in rice”的研究论文。张勇教授团队博士研究生唐旭、副教授周建平及张韬教授团队博士研究生刘冠卿为论文共同第一作者，张勇教授、张韬教授及Yiping Qi博士为共同通讯作者，电子科技大学生命科学与技术学院/信息生物学研究中心为共同第一作者单位及第一通讯作者单位。

　　2012年起，研究者先后报道了CRISPR-Cas9、CRISPR-Cpf1（Cas12a）等核酸酶可以针对特定基因组DNA序列实现可编程定向剪切，并能以前所未有的精准度和便捷度进行基因组编辑，被广泛应用于动、植物及微生物的基因功能解析、新种质创制、基因治疗等基础研究及应用实践工作中，被认为是21世纪生物技术领域中最重大的突破，先后被《Science》评为2013、2015年度突破（breakthrough of the year）。但该技术诞生以来一直不乏争议，去年一项发表在《Nature Methods》上的全基因组测序（whole genome sequencing，WGS）研究指出，CRISPR-Cas9基因编辑可能会带来大规模的脱靶效应，带来突变风险。该研究结果的发布，即刻引发了学界及公众对CRISPR-Cas9基因组编辑技术在基础研究中可靠性、实践应用中安全性的激烈讨论及广泛关注。今年3月，《Nature Methods》同时发表5篇背靠背论文和1篇编者按，分析了该文在实验设计、数据分析等方面的严重缺陷，说明该文数据不足以支撑CRISPR-Cas9基因组编辑系统引发广泛脱靶效应的结论。同时，《Nature Methods》呼吁研究者设计更多可靠的WGS实验，更全面、更准确地评价CRISPR-Cas9基因组编辑系统的脱靶效应。

　　图1 基于全基因组测序（whole genome sequencing，WGS）大数据分析的植物CRISPR-Cas9、Cpf1核酸酶基因组编辑脱靶效应（off-target）及遗传稳定性分析（A：不同CRISPR-Cas9、Cpf1核酸酶编辑位点效率评价；B：WGS测试样品具体信息分组示意图；C：水稻基因组重测序大数据计算分析流程示意图；D：基于WGS的水稻CRISPR-Cas9、Cpf1编辑材料全基因组变异位点分布）（修订自：Tang et al., 2018, Genome Biology）

　　尽管CRISPR-Cas介导的植物基因组编辑事件的脱靶效应，相对其在基因治疗领域存在的潜在负面影响相对不明显，但脱靶效应对基于基因组编辑策略的植物功能基因组研究及分子育种实践的不利影响同样不容忽视。针对植物基因组编辑基础研究及应用实践中，如何有效进行CRISPR-Cas核酸酶脱靶效应评价的科学问题，在充分借鉴前期相关工作实验设计、实施策略、研究结果的基础上，电子科技大学张勇教授团队及其合作者，以水稻为模型，基于“WGS+大数据”分析策略，针对CRISPR-Cas9、CRISPR-Cpf1（Cas12a）介导的植物基因组编辑脱靶效应进行有效解读。研究工作以详实的全基因组大数据证据（测序深度为45X-105X，平均测序深度70X，2.5T测序数据量），定量界定了植物基因组编辑中Cas9、Cpf1核酸酶的脱靶效应，提出了如何最大程度消除脱靶效应的可行策略。其研究成果为近期处于焦点讨论的CRISPR脱靶效应议题给出了植物版本的可靠解读，也为CRISPR-Cas基因组编辑技术在植物功能基因组研究及分子育种实践中的可行应用提供有效消息，更为进一步推动CRISPR-Cas基因组编辑技术发展、打消公众对基因组编辑植物的疑虑，以及相关产业政策的制定提供了确实科学证据及重要参考依据。

　　信息生物学研究中心（Center for Informational Biology,http://cib.uestc.edu.cn）是我校依托生命科学与技术学院，进一步整合相关领域研究骨干，于2016年建立的跨学院校级特色研究中心。中心聚焦应用信息技术解决重要生物科学问题，下设计算生物学、系统生物学、合成生物学等三个研究所。

　　《Genome Biology》是基因组学国际权威期刊，致力于结合基因组大数据及计算生物学研究策略，从基因组及后基因组视角进行生命科学关键问题解析。期刊接受研究成果涵盖生物学和医学生物学的所有领域，主要发表涉及基因组学基本理论的原创性研究成果、基因组信息学最新重大研究进展、基因组研究技术及手段的重大方法学前沿突破等研究工作，所有发表内容均为开放获取论文。2018年最新SCI影响因子为13.214。

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　　唐旭，博士研究生。2009年考入我校生命科学与技术学院生物技术专业，2011年经专业导师制进入植物基因组工程实验室张勇教授团队进行植物基因组工程相关学习、研究。2013年保送本实验室深造学习，随后转为硕博连读研究生。2015年，前往美国明尼苏达大学基因组工程中心主任Daniel F. Voytas教授实验室进行联合研究工作，在Nature子刊Nature Plants、Cell子刊Molecular Plant上，以电子科技大学为通讯单位，发表第1作者论文各1篇（Tang et al., 2017, Nature Plants, ESI高被引论文、ESI热点论文；Tang et al., 2016, Molecular Plant），申请发明专利1项。在校学习期间，先后获得国家一等奖学金（2011）、国家励志奖学金（2014）、先正达齐尔顿研究生奖学金（2016），参加国家自然科学基金、国家转基因重大专项等多项研究工作。

　　张勇，博士，生命科学与技术学院/信息生物学研究中心教授、博士生导师。2006年毕业于南开大学生命科学学院，获理学博士学位。同年加入电子科技大学，先后于四川农业大学、美国明尼苏达大学（University of Minnesota）进行博士后研究工作。从事植物基因组编辑、合成生物学等方面的教学、科研工作，主持国家自然科学基金3项、国家转基因重大专项子课题1项、国家博士后基金1项、四川省青年科学基金1项。在Nature Plants、Genome Research、Genome Biology、Molecular Plant、Plant Physiology等国内外高水平研究期刊发表学术论文73篇，SCI引用超过2500次，4篇论文入选ESI高被引论文（2篇论文同时入选ESI热点论文）。为本科生、研究生讲授《基因工程》《高级分子生物学》等课程；指导本科生参加国际基因工程机器设计大赛（iGEM），先后取得亚太赛区银牌（2013）、总决赛银牌（2014）、总决赛金牌（2015，2016，2017）。

　　论文链接：

　　https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-018-1458-5