近日，來自麻省理工學院和哈佛大學Broad 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。
近日，來自麻省理工學院和哈佛大學Broad 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。
該係統稱為“prime編輯”，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，並有可能糾正多達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。
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編輯”與以前的基因組編輯係統不同，它使用RNA指導DNA序列的定點插入。
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Broad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重組到位點而添加新的序列。
最近這項由Liu等人開發的“prime編輯”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堿基進行轉換。目前開發出的蛋白質可以有效地進行四種類型的堿基轉換：C到T，T到C，A到G和G到A。
該編輯係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，從而能夠定向的進行基因序列編輯。
關於sgRNA，作者使用了一種新型的工程化sgRNA，稱為pegRNA，可將“prime編輯”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，研究小組證明了主要編輯技術能夠通過基因編輯的方式準確糾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，並去除引起泰晤士病的四個額外的DNA堿基，而無需完全切割DNA或需要DNA模板，” Liu說：“該係統的優點在於對編輯的序列幾乎沒有限製。由於添加的核苷酸由pegRNA指定，因此它們與prime鏈即使僅僅隻有一個堿基的差異，也能夠做到準確識別。”
Liu的團隊打算繼續優化主要編輯，包括最大限度地提高其在許多不同細胞類型中的效率，進一步研究主要編輯對細胞的潛在影響，在疾病的細胞和動物模型中進行額外測試，並探索動物體內的給藥途徑，以提供潛在的用於人體治療的途徑。
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