從中國科學(xué)院動物研究所獲悉,該所李偉研究員與周琪研究員團隊開發(fā)的逆轉(zhuǎn)座子基因工程新技術(shù),首次實現(xiàn)以RNA為媒介的基因精準寫入,有望為遺傳病、腫瘤等疾病帶來更高效、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)進步已經(jīng)基本實現(xiàn)了單堿基和短序列尺度的精準編輯。“然而,如何針對應(yīng)用場景的需求,實現(xiàn)大片段基因尺度的DNA在基因組的高效精準整合,仍然是整個基因工程領(lǐng)域亟須突破的難題。”論文共同通訊作者李偉說。
針對這一重大技術(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整合風(fēng)險等諸多挑戰(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、在細胞內(nèi)迅速降解,無隨機整合風(fēng)險等特點,能有效應(yīng)對DNA媒介所面臨的挑戰(zhàn)。“因此,以RNA為媒介的大片段精準寫入技術(shù),在安全性、可遞送性方面都具有顯著的優(yōu)勢。”李偉說。
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為媒介進行大片段基因精準寫入的R2逆轉(zhuǎn)座子工具。該工具能夠在多種哺乳動物細胞中實現(xiàn)大片段基因高效精準整合,成功實現(xiàn)了以RNA為媒介的功能基因在多種哺乳動物基因組的精準寫入。
值得注意的是,該逆轉(zhuǎn)座子基因工程新技術(shù)目前還無法實現(xiàn)在不同基因組位點的可編程寫入,且在人原代細胞中的基因?qū)懭胄瘦^低,因此未來需要進一步發(fā)展和優(yōu)化。
來源:科技日報
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