Assessment of CRISPR-based genome editing tools for enhancing precision: a computational platform and novel factors for homology-directed repair

Abstract

Precision and accuracy are paramount for the use of genome editing in clinic, environmental, and industrial applications. These fields require reliable and traceable results to ensure the safety and viability of the resulting genomic modifications. To go in this direction, we have developed a computational platform that can simulate and analyze gene editing outcomes comprehensively and in a versatile manner. Our computational pipeline and web application, CRISPR-Analytics, expands the functionality of currently available tools. In addition, we have proposed the use of a meiotic factor, PRDM9, fused to Cas9 to improve homology directed repair (HDR) efficiency, which is one of the preferred techniques for small edits, but this method often has low efficiency. In conclusion, our computational tools and HDR optimization approach have the potential to facilitate the development of genome editing applications in various fields. These tools could help accelerate progress in the field of genome editing and pave the way for precision genome editing.

La precisió i exactitud són primordials per a l'ús de l'edició genòmica en aplicacions clíniques, ambientals i industrials. Aquests camps requereixen resultats fiables i traçables per garantir la seguretat i la viabilitat de les modificacions genòmiques resultants. Per anar en aquesta direcció, hem desenvolupat una plataforma computacional que pot simular i analitzar els resultats de l'edició genòmica de manera integral i versàtil. El nostre pipeline computacional i aplicació web, CRISPR-Analytics, amplia la funcionalitat de les eines disponibles actualment. A més, hem proposat l'ús d'un factor meiòtic, PRDM9, fusionat a Cas9 per millorar l’eficiència de la reparació dirigida per l'homologia (HDR), que és una de les tècniques preferides per a petites edicions, però aquest mètode sovint té una eficiència baixa. En conclusió, les nostres eines computacionals i l'enfocament d'optimització d’HDR tenen el potencial de facilitar el desenvolupament d'aplicacions d'edició genòmica en diversos camps. Aquestes eines poden ajudar a accelerar el progrés en el camp de l'edició genòmica i aplanar el camí per a l'edició genòmica precisa.