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記者9日從中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所獲悉，該所李偉研究員與周琪研究員團(tuán)隊(duì)開發(fā)的逆轉(zhuǎn)座子基因工程新技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)以RNA為媒介的基因精準(zhǔn)寫入，有望為遺傳病、腫瘤等疾病帶來(lái)更高效、更安全、更低成本的全新治療方式，為新一代創(chuàng)新基因療法的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。
基因工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的前沿，有著廣泛的應(yīng)用。以CRISPR基因編輯技術(shù)為代表的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了單堿基和短序列尺度的精準(zhǔn)編輯?！叭欢?，如何針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的需求，實(shí)現(xiàn)大片段基因尺度的DNA在基因組的高效精準(zhǔn)整合，仍然是整個(gè)基因工程領(lǐng)域亟須突破的難題。”論文共同通訊作者李偉說(shuō)。
針對(duì)這一重大技術(shù)挑戰(zhàn)，多種基因?qū)懭爰夹g(shù)已被開發(fā)，但是這些技術(shù)大多以DNA為媒介。在實(shí)際醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，DNA媒介面臨免疫原性高、在體遞送困難、在基因組中具有隨機(jī)整合風(fēng)險(xiǎn)等諸多挑戰(zhàn)。相比之下，RNA媒介具有更低的免疫原性、可被非病毒載體有效遞送、在細(xì)胞內(nèi)迅速降解，無(wú)隨機(jī)整合風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，能有效應(yīng)對(duì)DNA媒介所面臨的挑戰(zhàn)。“因此，以RNA為媒介的大片段精準(zhǔn)寫入技術(shù)，在安全性、可遞送性方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)?！崩顐フf(shuō)。
此次，基于自然界存在的R2逆轉(zhuǎn)座系統(tǒng)，科研人員結(jié)合基因組數(shù)據(jù)挖掘和大分子工程改造等手段，開發(fā)了以RNA為媒介進(jìn)行大片段基因精準(zhǔn)寫入的R2逆轉(zhuǎn)座子工具。該工具能夠在多種哺乳動(dòng)物細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)大片段基因高效精準(zhǔn)整合，成功實(shí)現(xiàn)了以RNA為媒介的功能基因在多種哺乳動(dòng)物基因組的精準(zhǔn)寫入。
值得注意的是，該逆轉(zhuǎn)座子基因工程新技術(shù)目前還無(wú)法實(shí)現(xiàn)在不同基因組位點(diǎn)的可編程寫入，且在人原代細(xì)胞中的基因?qū)懭胄瘦^低，因此未來(lái)需要進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化。