基因编辑飞速发展的当下，脱靶风险、DNA损伤检测不准、数据失真等问题，始终是临床落地的最大阻碍。传统DNA双链断裂（DSB）检测技术长期存在痛点：PCR扩增偏倚掩盖真实损伤信号、低频内源断裂无法捕捉、细胞用量大、测序成本高，严重制约DNA损伤机制研究、药物毒理评价和CRISPR安全质控。

2022年卡迪夫大学联合阿斯利康团队在《Nature Communications》发表重磅研究，创新开发无PCR数字式DSB检测技术——INDUCE-seq，彻底突破传统技术瓶颈，实现全基因组断裂精准、定量、低成本检测，为基因编辑安全研发、基因组稳定性研究提供全新核心工具！

1 为什么传统DSB测序技术早已不够用？

DNA双链断裂（DSB）是基因组毒性最强的损伤类型。修复异常会直接引发基因组突变、染色体结构变异，甚至诱发癌症。细胞内的DSB分为两类：

      内源断裂：由DNA复制、转录、染色质重塑等生理过程产生，低频、随机分布；

      外源诱导断裂：辐射、化疗药物、CRISPR-Cas9基因编辑、限制性内切酶引发的高频断裂。

精准定位、定量两类断裂，是基因编辑安全评估、药物遗传毒性检测、DNA修复机制研究的核心前提。但目前主流NGS检测技术均存在致命缺陷：

1)      间接标记法（γH2AX ChIP-seq等）：依靠损伤蛋白间接定位，分辨率极低，无法精准识别断裂末端；

2)      修复产物捕获法（GUIDE-seq、HTGTS等）：仅能检测修复后的融合片段，丢失大量原始未修复断裂信息；

3)      传统原位捕获法（BLISS、DSBCapture等）：虽可原位标记断裂，但全程依赖PCR扩增。

PCR扩增是所有误差的根源！

扩增偏好会过度放大高频断裂信号、掩盖低频生理断裂，导致测序读段与真实细胞损伤数量完全不匹配。即便依靠UMI、外源内标校正，也无法消除同一样本内的检测偏差，同时存在细胞需求量大、动态范围窄、测序成本高昂等问题。

2 重磅创新！INDUCE-seq无PCR数字检测技术

INDUCE-seq颠覆性舍弃PCR扩增步骤，首创Illumina流动槽原位富集技术，实现1条测序读段 = 1个真实细胞DSB末端的数字式精准定量，无需任何误差校正，从根源解决传统技术短板。

双阶段无PCR建库核心流程

阶段1：细胞原位特异性标记DSB

对固定透化的细胞进行末端修复、加A尾，通过T4连接酶将化学修饰全长P5接头专一连接在真实DSB末端，精准标记所有生理/诱导产生的断裂，杜绝非特异背景干扰。

阶段2：DNA片段化与特异性接头富集

提取基因组DNA并超声片段化，连接半功能P7接头，最终形成两类片段：

有效DSB片段：携带P5+P7双接头，可结合测序流动槽完成精准测序；

无效背景片段：仅含P7接头，无法结合流动槽，测序时直接被洗脱。

通过接头特异性筛选，直接过滤90%以上无效基因组片段，信噪比实现质的飞跃。

四大核心创新优势

1. 纯数字定量，零扩增偏差：彻底摆脱PCR干扰，读段数量精准对应断裂真实丰度；

2. 超高灵敏度：同一位点多条读段代表不同细胞断裂事件，可直接按细胞数标准化数据；

3. 通用性强：兼容所有原位DSB标记方案，适配各类核酸酶、损伤诱导模型；

4. 单碱基超高分辨率：精准解析双链断裂结构，助力解析DNA修复分子机制。

3 多组实验验证：性能全面碾压传统技术

研究团队通过4套体系全面验证INDUCE-seq的灵敏度、特异性与动态范围，各项指标远超BLISS、DSBCapture、GUIDE-seq等主流技术。

基准测试：仅需2.5万细胞，检测效率拉满

在HindIII酶切DSB模型中，INDUCE-seq仅需1/800传统技术的细胞量，即可覆盖基因组92.7%的酶切位点，96.7%测序读段精准匹配真实断裂位点。动态范围横跨7个数量级，可同时精准捕捉单细胞级低频内源断裂、群体级高频酶切断裂，这是传统PCR技术完全无法实现的突破。

活细胞验证：贴合真实染色质生理环境

基于DIvA活细胞AsiSI断裂模型，INDUCE-seq成功识别232个有效切割位点，远超BLISS（214个）、DSBCapture（121个）。且测序数据量仅为传统技术的1/20–1/40，大幅降低科研与检测成本。同时可精准区分开放/闭合染色质区域的断裂差异，完美还原体内真实基因组损伤状态。

CRISPR脱靶检测：基因编辑安全评估神器

针对经典EMX1基因编辑模型，INDUCE-seq无偏筛选出1个靶位点+60个脱靶断裂位点，精准区分细胞内源脆性位点与编辑特异性脱靶位点。相较于现有技术，它能检出大量仅体外方法可识别、常规细胞检测技术完全遗漏的脱靶位点，还可动态监测编辑全过程的断裂活性变化，清晰捕捉早期脱靶峰值。

超高灵敏度：捕捉瞬时、可逆的隐蔽损伤

扩增子测序验证显示：60个脱靶位点中，仅4个会产生稳定可检测的Indel突变，其余56个仅发生瞬时DSB损伤，可被细胞高效修复。这也印证核心结论：传统突变测序会严重低估CRISPR脱靶风险，INDUCE-seq可捕捉隐蔽损伤，是更严谨的安全评价手段。

4 八大核心优势，全方位领跑行业

      零PCR偏差：1:1数字定量，无需UMI、内标校正，数据更精准；

      极低样本需求：仅需数万细胞，远低于传统百万级细胞用量；

      超宽动态范围：覆盖7–8个数量级，同步检测高低丰度断裂；

      超高信噪比：95%以上读段靶向真实DSB位点；

      低成本高效测序：大幅减少测序数据量，降低研发成本；

      生理真实性：还原染色质甲基化、可及性对损伤的调控作用；

      单碱基高精度：解析断裂精细结构，助力机制研究；

      广谱适配性：覆盖基因编辑、药物毒理、肿瘤研究、损伤修复多场景。

5 广阔应用前景，赋能生物医药多领域

      基础科研领域

精准解析DNA复制、转录、染色质重塑介导的DSB形成与修复机制，助力基因组不稳定性、肿瘤发生机制研究。

      医药研发领域

高效评估化疗药、放疗、新型化合物的基因组损伤毒性，为药物安全筛选提供核心数据支撑。

      基因编辑临床安全质控

无偏、全基因组脱靶筛查，解决CRISPR疗法脱靶评估难题，满足临床监管安全标准，加速基因治疗商业化落地。

      技术拓展与商业化

该技术可进一步改造，适配单链断裂、DNA缺口、全基因组突变等多种基因组特征检测，搭建通用型DNA损伤检测平台。目前团队已成立企业、申请专利，联合阿斯利康推进标准化商业化应用。

总结

INDUCE-seq凭借无PCR数字定量、超高灵敏度、低样本消耗、高性价比、高生理真实性的颠覆性优势，彻底解决了传统DSB检测技术的核心痛点。

它不仅是DNA损伤修复基础研究的强力工具，更成为基因编辑疗法安全评估、新药遗传毒性检测的核心刚需技术，为基因组学研究与生物医药安全研发开辟了全新路径！

Broken String Biosciences是英国卡迪夫大学的衍生公司，致力于帮助基因编辑团队加快更安全、更有效的基因药物的开发。其成功开发出的一种高灵敏度、全基因组范围的DNA双链断裂检测新方法——INDUCE-seq®，不仅可精准识别基因编辑工具在预设靶位点诱导的双链断裂，还可系统性捕获其在基因组非靶向区域引发的脱靶断裂事件。目前，Broken String Biosciences已与全球多家基因编辑企业建立战略合作，为其提供早期、全面的编辑效应评估服务，从而助力提升产品安全性评价的科学性与可靠性，加速从临床前研究向临床应用的转化进程。本技术的核心使命在于增强基因编辑过程的可预测性与可控性，推动基因编辑技术向安全、有效、可监管的临床治疗方案稳健发展。

北京西美杰科技有限公司是Broken String Biosciences中国一级代理，始终秉承着专业、严谨的态度为客户提供优质的产品与服务。如您对上述产品感兴趣欢迎拨打西美杰客服热线400-050-4006或登录网站www.xmjsci.com了解更多信息。

参考文献：

1. Precision digital mapping of endogenous and induced genomic DNA breaks by INDUCE-seq. Nature Communications volume 13, Article number: 3989 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-31702-9
2. DNA Integrity — Broken String Biosciences