自基因编辑技术问世以来,便成为了科学家们的“宠儿”,被广泛应用于各个领域。尤其是在2019年,随着先导编辑技术概念的提出,更是让世人惊叹于基因编辑技术未来的无限可能性。不过,需要指出的是,先导编辑技术同样也存在一定的局限性,仍待完善。
再生医学网获悉,近日,在Nature Biotechnology上发表的一项最新研究中,David Liu教授领导的研究团队在先导编辑技术的基础上开发了一种双重先导编辑技术(twinPE),通过在两个邻近位点分别进行先导编辑,可以实现更长的DNA序列的插入,而且这种编辑产生有害副产物极少。
TwinPE有望作为一种更安全、靶向更精准的基因编辑技术为一些需要更长基因插入的遗传病治疗带来希望。
此次开发的twinPE的结构中包含一个编辑器蛋白和两个指导RNA(pegRNA),两个pegRNA都指导编辑蛋白在基因组中不同目标位点的DNA中切割单链。然后DNA修复系统会合成两条新的互补DNA链,在两个切口之间包含所需的序列。使用twinPE能够插入、替换或删除约800个碱基对的DNA序列。
此外,twinPE依然保有着初代先导编辑系统的优点:不会切断DNA双链。经典的CRipsR基因编辑系统的编辑过程就会切断DNA双链,这可能会导致编辑结果不佳或产生染色体异常。
为了能编辑插入更长的序列,研究人员将twinPE与位点特异性整合酶结合起来,这种酶能催化基因组中特定位点DNA的整合。编辑DNA时先用整合酶处理细胞,再将一段较长的DNA片段引入。如此可以实现长度为数千个碱基对的DNA序列的插入。
研究人员在罕见遗传病亨特综合征患者的细胞中进行了相关基因的编辑,亨特综合征是由长度为40000个碱基对的DNA片段发生倒置引起的。编辑结果表明twinPE和整合酶纠正了致病的约39 kb的DNA倒置,证明了twinPE的治疗潜力。
目前,研究团队正在测试不同整合酶对twinPE编辑效率的提高作用,并评估twinPE插入更长基因序列的能力。David Liu教授表示:“这项研究可能标志着新一代基因治疗策略的开始,正如CRISPR核酸酶、碱基编辑器和先导编辑代表着新一代基因编辑技术的起点。”
提起文字编辑器,想必各位“打工人”都不会感到陌生,但若要说,基因编辑技术也能像文字编辑器那般具有搜索、替换等强大的功能,则足以令人为之感到震撼。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果的问世,也让世人看到了先导编辑技术的强大之处。