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我国科研人员发布新型基因编辑技术

2019-07-17 19:59:26 来源:新华网

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北京大学研究人员近日在英国期刊《自然·生物技术》杂志在线发表研究论文,首次报道了一种新型的核糖核酸(RNA)单碱基编辑技术。利用该技术,研究人员在一系列疾病相关基因转录本中实现了高效、精准的编辑。该技术的建立为生命科学基础研究和疾病治疗提供了一种全新的工具。

据了解,近年来,以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术在生物医学等诸多领域产生了深远影响,即利用细菌特有的免疫系统及一种名为Cas9的酶对目标细胞DNA序列进行修改,以期实现对由基因缺陷所引起的疾病的有效治疗。

课题组专家,北京大学生命科学学院、北京大学生物医学前沿创新中心研究员魏文胜介绍,虽然这项技术影响深远,但目前存在的一系列问题使其在临床治疗应用中遭遇瓶颈,例如由蛋白过表达引起的DNA/RNA水平的脱靶效应,由外源蛋白表达引起的机体免疫反应及损伤等。问题的根源之一在于当前的基因编辑体系依赖于外源编辑酶或效应蛋白的表达。为此,亟须建立新型基因编辑工具,特别是摆脱传统技术依赖于外源蛋白表达的桎梏。

RNA是存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。魏文胜课题组在研究中首次发现,只需转入一条特殊设计的“向导”RNA,就能够通过招募细胞内源的蛋白对目标RNA上特定的腺苷酸产生高效精准的编辑,并不需要引入任何外源效应蛋白。这种新型RNA编辑技术被命名为LEAPER。

深入研究表明,LEAPER具有广泛的适用性,能对RNA分子上绝大多数的腺苷酸位点进行精准编辑。在人的肺脏成纤维细胞、支气管上皮细胞及T细胞中,LEAPER的编辑效率最高可达80%,显示出该技术在疾病治疗中巨大的应用前景。此技术的高效、精准的特性也在一些应用尝试中得到充分验证。例如,研究人员利用此技术成功修复了来源于IH型粘多糖病病人的缺陷细胞,为成功修复致病突变提供了一种手段。

课题组表示,LEAPER充分利用了细胞中天然存在的机制:仅用一条RNA就实现了精确高效的RNA单碱基编辑,从而避免了任何由于表达外源效应蛋白而引起的各种潜在问题,因而是一种较为安全的基因编辑工具。

“这种新型的基因编辑技术在科学研究和疾病治疗中显示出可观的优势与潜能,同时也为发展基于细胞内源机制的基因编辑技术指明了方向。”魏文胜说。

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