2019年10月22日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，來自美國布羅德研究所的科學家們通開發了一種新的CRISPR基因組編輯方法，能夠進一步提高基因編輯的效率與準確性。
該系統稱為「prime editing」，能夠以精確，高效和高度通用的方式直接編輯人體細胞。該方法擴大了生物學和治療學研究的基因編輯範圍，並有可能校正多達89％的已知致病基因變異。
「分子生命科學的主要宗旨是能夠達到在任何位置精確地改變基因組的能力。我們認為這一新開發的基因編輯技術使我們離這一目標更近」，該研究的作者之一David Liu說到。
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相關結果發表在最近的《Nature》雜誌上。該研究第一作者為Andrew Anzalone。
「prime editing」不同於以前的基因組編輯系統。Cas9蛋白是最早在人類細胞中進行基因組編輯的CRISPR工具，它是由布羅德研究所，麻省理工學院和哈佛大學率先開發。Cas9能夠切割DNA鏈，從而可以在特定位置破壞靶基因，然後通過將新的DNA重組到靶位點而添加新的序列。
最近這項由Liu等人開發的「prime editing」工具，是在原有CRISPR-Cas9技術的基礎上將Cas9進一步融合到另外一個蛋白質上。後者可以進行特殊的生化反應，將一個DNA鹼基進行轉換。目前開發出的蛋白質可以有效地進行四種類型的鹼基轉換：C到T，T到C，A到G和G到A。
該編輯系統的另一大特色是將Cas9與另一種稱為逆轉錄酶的蛋白質偶聯。該複合物將目標DNA區域的其中一條鏈變為「prime」鏈，從而能夠定向地進行基因序列編輯。
這些作者使用了一種新型的工程化sgRNA，稱為pegRNA，可將「prime editing」工具引導至其靶位點，在該位點，經過修飾的Cas9會切割DNA的一條鏈。 pegRNA還包含能夠編碼新序列的RNA片段。逆轉錄酶元件通過讀取RNA信息並將相應的DNA「寫入」靶點區域。
在《自然》雜誌的論文中，研究小組證明了prime editing技術能夠通過基因編輯的方式準確校正導致鐮狀細胞性貧血的基因變異。
「通過初步編輯，我們現在可以將鐮狀細胞貧血突變直接改回正常序列，並去除引起泰-薩克斯病（Tay Sachs disease）的四個額外的DNA鹼基，而無需完全切割DNA或需要DNA模板，」 Liu說：「該系統的優點在於對編輯的序列幾乎沒有限制。由於添加的核苷酸由pegRNA指定，因此它們與prime鏈即使僅僅只有一個鹼基的差異，也能夠做到準確識別。」
Liu的團隊打算繼續優化prime editing技術，包括最大限度地提高其在許多不同細胞類型中的效率，進一步研究prime editing對細胞的潛在影響，在患病的細胞和動物模型中進行額外測試，並探索動物體內的遞送途徑，以提供潛在的用於人體治療的途徑。（生物谷Bioon.com）