在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫(yī)學院的研究人員開發(fā)出一種新型的基因編輯技術(shù)：通過分裂特定的突變酶然后觸發(fā)它們重新組合在一起，在基因組中引入靶向突變。與其他現(xiàn)有技術(shù)相比，這種新型的基因編輯技術(shù)具有卓越的控制能力，并有可能在體內(nèi)使用。相關(guān)研究結(jié)果于2021年10月18日在線發(fā)表在Nature Chemical Biology期刊上，論文標題為“Controllable genome editing with split-engineered base editors”。論文通訊作者為賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫(yī)學院的Rahul Kohli博士和Junwei Shi博士。

堿基編輯器是實現(xiàn)精確基因編輯的最新和最有效的方法之一。在堿基編輯器靶向的DNA中，DNA中的C:G堿基對被突變?yōu)門:A，或者A:T堿基對可以被突變?yōu)镚:C。堿基編輯器使用CRISPR-Cas蛋白來定位特定的DNA靶標，并使用DNA脫氨酶來修飾和突變這種DNA靶標。然而，沒有辦法在特定時間觸發(fā)突變，也沒有辦法控制堿基編輯器以阻止不希望的突變。

這些作者發(fā)現(xiàn)DNA脫氨酶可以被分割成兩個無活性的部分，然后可以使用一種叫做雷帕霉素（rapamycin）的細胞滲透性小分子將它們重新組合起來。

這種新的分裂-工程堿基編輯器（split-engineered base editor, eBE）可以被引入細胞中并在細胞內(nèi)保持休眠，直到加入雷帕霉素，此時這種堿基編輯復合物可以迅速“開啟”以改變基因組。

Kohli說，“我們新構(gòu)建的eBE確實為研究和治療提供了新的潛力。由于我們可以控制產(chǎn)生突變的時間，有可能在體內(nèi)使用這種seBE通過改變一個基因來模擬疾病，類似于科學家控制基因敲除的時間，甚至有可能有一天為臨床醫(yī)生提供控制對患者的基因進行編輯的能力，以達到治療的目的。”

圖片來自Nature Chemical Biology, 2021, doi:10.1038/s41589-021-00880-w。

Shi說，“分裂DNA脫氨酶也可以在堿基編輯器之外發(fā)揮作用。作為一名癌癥研究員，我認為這項技術(shù)在控制導致癌癥產(chǎn)生和生長的基因變化方面具有潛力。它也可以用來識別癌細胞中的弱點?！?/p>

Kohli和Shi的實驗室計劃在這項研究的基礎(chǔ)上，將可控的基因組編輯應用于基于細胞的篩選研究，并在時間控制的同時增加一層空間控制。這些作者開發(fā)的這種方法的一個優(yōu)勢是，這種可控的分裂酶系統(tǒng)還可以與迅速擴大的CRISPR/Cas領(lǐng)域的其他新進展組合使用，以獲得對這些不同編輯編輯策略的調(diào)節(jié)控制。（生物谷 世聯(lián)博研Bioexcellence）

小編推薦會議  2021基因治療與核酸藥物開發(fā)高峰論壇

http://meeting.世聯(lián)博研Bioexcellence/2021Gene