杜塞尔多夫,2026年6月24日——基因组编辑技术使科学家能够以过去难以想象的精确度重写每个活细胞内的DNA指令手册。CRISPR等技术已使这一过程几乎成为常规操作,其应用范围现已远远超出医学领域,从培育更耐寒的作物和更高效的微生物,到创造可持续的生物材料。然而,在所有这些应用中,完成编辑只是工作的一半:研究人员必须重新读取DNA,以确认只有预期的改变被真正实现,而这一环节一直出奇地缓慢且困难。
杜塞尔多夫莱布尼茨环境医学研究所(IUF)的研究人员现已开发出CleanFinder,这是一款完全免费、基于浏览器的平台,能够快速准确地解析这些编辑结果——且无需将敏感的基因组数据发送到外部服务器。该研究发表在《细胞出版社》旗下的《生物技术趋势》期刊上。
CleanFinder完全在标准网络浏览器中运行。无需安装任何软件,也不需要编程知识,最重要的是,数据永远不会离开用户自己的计算机,这对于患者来源的临床敏感样本尤为重要。其核心是一个专门的"全局-局部"(glocal)比对引擎,能够对所有主要测序平台(Illumina、Oxford Nanopore和PacBio)上的编辑结果进行全面分类:包括插入和缺失、碱基编辑、原位编辑,甚至线粒体DNA编辑。
除了核心分析外,集成模块扩展了单一工具的功能:快速"Turbo"模式可以一眼筛查整个96孔和384孔板;等位基因缺失检测器标记可能被误认为是干净敲除的隐藏单基因拷贝缺失;内置的基因组查看器预测编辑如何改变结果蛋白;设计辅助工具,包括敲入供体寡核苷酸设计工具和序列转换实用程序,简化实验规划。对于大型或自动化研究,无依赖的Python命令行版本运行完全相同的分析引擎,实现可重复的批量处理和与生物信息学流程的无缝集成。
研究团队在多种编辑策略和与人类相关的细胞模型上验证了CleanFinder,包括CRISPR-Cas9和Cas12敲除和敲入、碱基编辑,以及在人类诱导多能干细胞(iPSCs)和造血(血细胞生成)干细胞中的复杂原位编辑。特别是对于原位编辑,CleanFinder能够清晰地将预期的精确编辑与不完整或错误整合的产品区分开来,这是一项众所周知的困难任务——使其非常适合用于疾病建模和下一代细胞与基因治疗的核心细胞类型。
领导这项研究的Andrea Rossi博士表示:"基因组编辑已成为常规操作,但理解这些数据仍然需要专业技能,这阻碍了许多实验室的发展。我们希望消除这一障碍。CleanFinder可以在任何浏览器中运行,将您的数据保留在自己的机器上,并提供清晰全面的分析结果,使任何地方的实验室都能自信地分析其编辑结果。"
CleanFinder在cleanfinder.org上免费提供,并作为开源代码在GitHub上发布。通过降低基因组编辑分析的技术和隐私障碍,该平台旨在加速从基础疾病建模到新型细胞和基因疗法开发的研究进程。
关于IUF
IUF的核心研究使命是对环境引起的衰老及相关疾病进行有针对性和个性化的预防。为此,IUF正在详细研究环境因素在疾病中的作用、潜在机制、它们如何相互作用、谁特别容易受到影响,以及如何应对环境因素的负面影响。研究重点是太阳辐射、空气污染、选定化学物质以及与气候因素的相互作用对肺部、皮肤、中枢神经系统和免疫系统的影响。
IUF是莱布尼茨协会的一部分。
资金支持
IUF由联邦和州政府、北莱茵-威斯特法伦州文化与科学部(MKW),以及联邦研究、技术和空间部(BMFTR)资助。我们感谢德国研究基金会(Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG; RO5380/12-1)和AFM-Téléthon(AR-25179)对该项目的支持。
科学信息联系人:
Andrea Rossi博士,环境适应与细胞弹性实验室组长兼基因组工程与模型开发实验室负责人;邮箱:Andrea.Rossi@IUF-Duesseldorf.de
IUF – 莱布尼茨环境医学研究所,Auf'm Hennekamp 50, 40225 杜塞尔多夫
原始出版物:
Ramachandran H, Dobner J, Nguyen T, Binder S, Tolle I, Vykhlyantseva I, Krutmann J, Miccio A, Staerk C, Brusson M, Kontarakis Z, Prigione A, Rossi A: CleanFinder:用于全面基因组编辑分析的可扩展框架。生物技术趋势 2026年。doi: 10.1016/j.tibtech.2026.04.024
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