非同源末端连接

非同源末端连接是细胞那种快速、无需模板的修补断裂染色体的方式——就像把扯断的两根绳头直接缠起来,而不查验接口是否完美。它快速,且随时可用,但并不在意把序列接得分毫不差。

当 DNA 发生双链断裂时,这条途径抓住两个游离的断端,直接把它们连接起来,而不借助匹配的模板来指引修复。接口往往天衣无缝,但断端可能先被修剪或填补,在接缝处留下小片段的插入或缺失。由于不需要同源副本,它在整个细胞周期都能运作,是多数人类细胞中的主导修复途径。

在基因组编辑中,正是这种不完美派上了用场。由 Cas9 切开、再经末端连接接合的位点,常会多出或缺失几个碱基;在基因的编码区内,这会移动阅读框并使基因失活,这正是 CRISPR 敲除的常见基础。当需要一次精确编辑时,同样的粗糙却成了隐患,因为它会与精准的同源定向途径相竞争。