医学进展
2018年04月号
医学进展
有争议的话题

新型DNA编辑酶:精准改写基因组

作者:马驰

美国哈佛大学的Gaudelli等人通过一种新型的DNA编辑酶,直接并永久地改变DNA的单碱基对,从A•T向G•C转化。这一技术在未来或可使精准DNA手术成为可能,以纠正导致人类疾病的突变。该研究结果刊登在《自然》杂志上。

尿嘧啶和胸腺嘧啶的形成,是通过胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的自发水解脱氨基形成的,这一过程每天在人类一个细胞中大约发生100~500次,并且可能导致C•G到T•A的突变,这大约占所有已知致病性单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)的一半。因此,在未修饰细胞的基因组DNA中,将A•T碱基对转化为G•C碱基对,可能能够纠正大量与人类疾病相关的致病性SNPs,从而促进遗传病的研究和治疗。腺嘌呤脱氨基产生了肌苷,其被聚合酶处理为鸟嘌呤,但目前并没有已知的酶可以使DNA中的腺嘌呤脱氨基。

美国哈佛大学的研究人员通过腺嘌呤碱基编辑器(adenine base editors,ABEs),介导了基因组DNA中的A•T向G•C转化。研究人员开发出一种转移RNA腺苷脱氨酶,当其与催化缺陷的CRISPR-Cas9突变体融合时,其能够在DNA上进行操作。广泛的定向进化(directed evolution)和蛋白质工程技术产生了第七代ABEs,可将目标A•T碱基对有效转换为G•C,其在人类细胞中的效率约为50%;并且产品纯度高,通常至少为99.9%;通常不超过0.1%的插入缺失率。与目前基于Cas9核酸酶的方法相比,ABEs更有效、纯度更高地引入点突变,并且更少有脱靶基因组修饰,并且可以在人类细胞中导入纠正疾病或抑制疾病的突变。

ABEs及既往的碱基编辑器能够直接、可编程地引入所有四种转换突变,而无需双链DNA切割。(作者:马驰)

参考文献:Nature 2017;551:464-471

Copyright 1994-2015 Cinkate.com.cn All Rights Reserved 沪ICP备10014127号-5