盡管存在針對小等位基因基因組編輯的技術，但目前科學家們仍然缺少強大的技術來對哺乳動物基因組中的大型DNA片段進行靶向性整合。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Communications上題為“Find and cut-and-transfer (FiCAT) mammalian genome engineering”的研究報告中，來自西班牙龐培法布拉大學等機構的科學家們通過研究開發(fā)了一種能查找、切割和轉移的新型技術（FiCAT technology，即find， cut和transfer technology）其或有望作為基因編寫的最先進的工具，來幫助開發(fā)更為安全和有效的手段，治療可選擇療法不多的遺傳性疾病患者和腫瘤疾病患者。

新型基因書寫技術或有望幫助開發(fā)更有效且安全的疾病療法。

圖片來源：Pallarès-Masmitjà, M.,et al. Nat Commun 12, 7071 (2021).doi：10.1038/s41467-021-27183-x

研究者表示，F(xiàn)iCAT技術是一項非常重要的科學突破，其或有望克服目前用于基因組編輯和基因療法技術的限制。隨著新型基因編輯工具的不斷開發(fā)，人類基因組工程在過去幾十年里取得了重大的研究進展，但仍然存在一定的技術差距，其可以在幾乎沒有任何尺寸限制的情況下有效轉移治療性的基因。

這篇研究報告中，研究人員開發(fā)了一種高效和精確的可編程基因書寫技術，該技術基于將可修飾的的蛋白質CRISPR-cas和“小豬”Bac轉座酶（PB）的組合插入到小型和大型的片段中，CRISPR在對小片段進行編輯時就能凸顯出其精準性，然而，轉座酶則能幫助插入較大的片段，但卻是以一種不受控制的方式進行的，這樣研究人員就結合了每一種技術的有點。

圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27183-x

通過這種方式，F(xiàn)iCAT技術就能幫助研究人員將大片段的DNA精準地插入到基因組中，這意味著我們有望開發(fā)出新型治療性措施來治療目前無法治療的疾病，比如杜興氏肌肉萎縮癥或一些遺傳性的失明，在這些疾病中受影響的基因往往尺寸較大。研究人員在小鼠和人類細胞系中測試了該技術，實現(xiàn)了5%-22%的最小脫靶插入率，同時在小鼠肝臟和小鼠模型的生殖細胞中證明了這種靶向基因的轉移，最后他們對FiCAT技術進行了定向進化研究，結果發(fā)現(xiàn)，其能將效率進一步提高至25%-30%。研究者表示，他們一直在逐步修飾酶類以便能獲得他們所尋找的功能，從而選擇出能表現(xiàn)出更好功能的酶類，本文研究或許就是一個非常明顯的例子，其揭示了在基因編輯的背景下酶工程研究或許擁有巨大的潛力。

綜上，本文研究結果表明，研究人員開發(fā)出了一種能在哺乳動物基因組中精確且有效靶向性插入多個kbDNA片段的新方法。（世聯(lián)博研(Bioexcellence)bioon.com）

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