英國《自然》雜志25日在線發布重磅論文:美國博德研究所宣布一種新型鹼基編輯器——可編程蛋白質機器問世,其對細菌和人類DNA均有效,且效率高於目前任何其他基因組編輯方法,將推動人類遺傳疾病新療法研究。
DNA雙螺旋結構由四種化學鹼基組成,即腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),其中C和G配對,A和T配對。2016年,博德研究所科學家戴維·劉及其同事描述了一種基於CRISPR-Cas9改良的鹼基編輯方法。鹼基編輯之所以有效,是因為有時候DNA長鏈中隻會有某一對鹼基發生變異,這種現象被稱為“點突變”。該改良方法廣受歡迎,因為它糾正單鹼基突變的效率比過去的方法要高,而且不易產生非預期DNA修飾,不會在基因組內造成隨機刪除或插入而引起DNA雙鏈斷裂(CRISPR-Cas9等方法常見的一種后果)。但當時,研究人員隻能將G·C鹼基對轉換成T·A鹼基對。而在這項最新研究中,新型腺嘌呤鹼基編輯器(ABE)已可以將A·T鹼基對轉換成G·C鹼基對。
在所有人類已知的疾病相關單鹼基對突變中,約有一半涉及野生型G·C鹼基對轉換成突變型A·T鹼基對,因此,鹼基編輯器可恢復大量此類突變。現已表明,其對細菌細胞和人類細胞的DNA均有效。在人類細胞中,它們能夠在大范圍的目標區域內引入預期遺傳突變,效率約為50%,高於目前任何其他基因組編輯方法的效率,而且幾乎無任何不良副作用,可隨機插入、刪除其他突變。
新型“鹼基編輯器”將一種DNA鹼基的原子重排,讓它變成活體細胞基因組內的另一種鹼基,實現高效可選擇性地單獨替換所有四種DNA鹼基,而不造成任何DNA雙鏈斷裂。其將用於糾正那些可引起遺傳疾病的單鹼基突變,引入可抑制疾病的單鹼基突變,並且有助於增強人類對遺傳疾病的理解,推動人類尋找治療遺傳疾病的新療法。(記者 張夢然)