新型鹼基編輯器橫空出世:人體細胞中效率為50%—新聞—科學網

2021-01-13 科學網

David Liu。

保證DNA雙鏈不斷裂的同時,高效地替換DNA特定的鹼基——過去,這是基因編輯技術CRISPR-Cas9所無法完成的任務。如今,美國科學家已經開發出一種新型「鹼基編輯器」,使其成為可能。

由於多數遺傳病的根源在於單核苷酸突變,這一鹼基編輯器的出現,有助於人類對抗遺傳頑疾。

北京時間10月26日,國際學術期刊《自然》發表了來自美國博德研究所核心成員David Liu及同事的文章,報告了他們開發出的腺嘌呤鹼基編輯器(ABE),能將A-T鹼基對轉換為G-C鹼基對。

腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)是構成DNA的基本單元。這些鹼基按照A-T,C-G這樣配對形式,搭建起DNA的雙螺旋結構。而在RNA中,胸腺嘧啶(T)由尿嘧啶(U)替代。

去年,同樣發表在《自然》雜誌,David Liu及同事首次報告了他們的「鹼基編輯器」,通過在Cas9蛋白上安裝大鼠胞苷脫氨酶APOBEC1,Cas9的「剪刀」功能會消失,不再切割DNA雙鏈,但仍能結合目標DNA片段,同時能將胞嘧啶(C)轉化為尿嘧啶(U)。之後,再通過第三種蛋白,讓細胞啟動DNA修復程序,最終使得C-G鹼基對替換為T-A鹼基對。

David Liu及同事沒有止步於去年的成果。科學家已經知道,在所有已知的疾病相關單鹼基對突變中,約有一半和野生型G-C鹼基對被轉換成突變型A-T鹼基對有關。而此次David Liu及同事報告的腺嘌呤鹼基編輯器就可完成將A-T鹼基對轉換回G-C鹼基對的任務,補上了去年成果中的遺憾。

據報告,這一腺嘌呤鹼基編輯器在細菌細胞和人體細胞中均能工作。在人體細胞中,它的效率為50%,且脫靶率很低,幾乎不會造成隨機插入、刪除或其它突變的副作用。

 

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