
“我们正在努力改善将主要组装成分输送到体内与疾病相关的人类细胞,例如用于血液疾病治疗的造血干细胞。”
基因组编辑具有巨大的潜力,但仍有其局限性。目前的大多数方法要么依赖于非靶向基因传递,要么依赖于需要针对每个患者进行个性化的短DNA编辑。发表在《自然》杂志上的一篇新论文描述了一种新的基因组工程方法,称为“引物组装(Prime assembly)”,它允许将长DNA片段缝合到活细胞内精确的可编程目标位置。这种方法可能允许开发适用于许多患者的通用基因疗法。
Prime assembly建立在Prime编辑技术的基础上,这是一种先进的技术,允许精确而小的插入,删除和碱基交换。由于许多遗传疾病涉及数百种不同的突变,目前针对一种疾病的基因编辑策略可能需要许多不同的编辑来实现每一个所需的小变化。另一方面,引物组装可以用一种单一的方法来纠正DNA,这种方法几乎可以修复基因中的任何突变。
引体组装的单步过程将新的DNA褶叶写入基因组的特定位置。这些皮瓣就像系绳一样,被设计用来抓住具有匹配末端的DNA片段。精确组装的DNA插入,可以是一个或多个基因大小的DNA片段,成为大型的永久性编辑。
“通过先导组装在每条基因组链上写一个片段,该方法精确地控制了DNA替换的开始和结束位置。由于该方法基于启动编辑,因此与其他基因编辑方法相比,它造成脱靶效应的可能性要小得多。”波士顿儿童医院基因治疗项目主任Daniel Bauer博士说。
其中一个脱靶效应就是潜在的毒性。非靶向插入方法可能在错误的环境中打开错误的基因,导致潜在的癌症结果,而启动物组装的靶向插入方法规避了这种风险。先导组装也不依赖于DNA双链断裂或DNA双链供体,这两者都可能有毒并引起不必要的细胞应激。虽然其他基因编辑方法大多局限于分裂细胞,这些细胞在体内很少见,更容易受到不必要的DNA变化的影响,但初始组装在非分裂细胞中起作用。
在这一激动人心的里程碑的基础上,研究小组下一步将进一步研究分子机制,这将使他们能够设计出更高效、更精确的系统。随着他们对方法进行微调,他们希望这项技术能对临床产生下游影响。由于能够一次纠正多个突变,这项技术可能会导致治疗遗传疾病的通用解决方案。
Bauer说:“我们正在努力改善将主要组装成分输送到体内与疾病相关的人类细胞,例如用于血液疾病治疗的造血干细胞。”“我们还在探索一些引物组装的应用,以提供基因有效载荷作为突变不可告人的疗法,以恢复对未满足临床需求的破坏性遗传性人类疾病的基因控制。”
参考文献
Targeted genomic integration and rearrangement using prime assembly
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