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新基因編輯法可成功逆轉(zhuǎn)單個堿基變異

  • 發(fā)布時間：2016-04-22 02:30:48  來源：科技日報  作者：佚名  責(zé)任編輯：羅伯特

　　科技日報北京4月21日電 （記者張夢然）最近一期英國《自然》雜志刊登一則基因編輯改進(jìn)方法，可定位和修改DNA單個堿基，并且不在基因組中引入隨機(jī)插入或缺失的基因。這種新的“堿基編輯”法使用一種修飾過的CRISPR/Cas9蛋白質(zhì)，使它和另外兩種蛋白一同工作，比現(xiàn)有改正單堿基變異的方法更高效。

　　大多數(shù)遺傳疾病源于單核苷酸的突變（點(diǎn)突變）。目前廣泛使用的CRISPR/Cas9方法中，Cas9蛋白含有兩個核酸酶結(jié)構(gòu)域，涉及切割DNA兩條單鏈，在目標(biāo)DNA序列上形成雙鏈斷裂。然而，當(dāng)用于校正單個核苷酸時，標(biāo)準(zhǔn)的CRISPER/Cas9方法通常是很低效的，并且會在目標(biāo)位置頻繁引入隨機(jī)插入/缺失基因（統(tǒng)稱為indels)，這主要是細(xì)胞對DNA雙鏈斷裂的反應(yīng)結(jié)果。

　　為了提高修正點(diǎn)突變的效率，同時也減少插入/缺失的頻率，美國哈佛大學(xué)戴維·劉和他的同事修改了Cas9蛋白，讓它不再切割DNA雙鏈，但仍能結(jié)合到目標(biāo)DNA序列。通過在Cas9上安裝堿基修飾酶（APOBEC1），能直接將胞嘧啶（C）轉(zhuǎn)換成尿嘧啶（U），尿嘧啶與胸腺嘧啶（T）的堿基配對方法一致。為了讓編輯過的堿基對永久存在于細(xì)胞中，研究團(tuán)隊(duì)使用第三種蛋白操縱正常細(xì)胞修復(fù)DNA的過程，使得目標(biāo)C-G（鳥嘌呤）堿基對轉(zhuǎn)變成T-A（腺嘌呤）堿基對。

　　研究人員表示，他們的堿基編輯系統(tǒng)能高效地矯正各種在小鼠和人類細(xì)胞系中存在的與人類疾病相關(guān)的點(diǎn)變異，并且引入插入/缺失量都極低。目前，該方法已經(jīng)被用于培養(yǎng)細(xì)胞，成功逆轉(zhuǎn)了和疾病有關(guān)的單個堿基變異，包括晚發(fā)性阿爾茨海默氏癥與乳腺癌。

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