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全新碱基编辑器“点对点”打击致病基因

科技资讯  2017年10月29日 16:47  来源:新浪科技
摘要:科技日报北京10月26日电(记者张梦然)英国《自然》杂志25日在线发布重磅论文:美国博德研究所宣布一种新型碱基编辑器——可编程蛋白质机器问世,其对细菌和人类DNA均有效,且效率高于目前任何其他基因组编辑方法,将推动人类遗传疾病新疗法研究。

  科技日报北京10月26日电 (记者张梦然)英国《自然》杂志25日在线发布重磅论文:美国博德研究所宣布一种新型碱基编辑器——可编程蛋白质机器问世,其对细菌和人类DNA均有效,且效率高于目前任何其他基因组编辑方法,将推动人类遗传疾病新疗法研究。

  DNA双螺旋结构由四种化学碱基组成,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),其中C和G配对,A和T配对。2016年,博德研究所科学家戴维·刘及其同事描述了一种基于CRISPR-Cas9改良的碱基编辑方法。碱基编辑之所以有效,是因为有时候DNA长链中只会有某一对碱基发生变异,这种现象被称为“点突变”。该改良方法广受欢迎,因为它纠正单碱基突变的效率比过去的方法要高,而且不易产生非预期DNA修饰,不会在基因组内造成随机删除或插入而引起DNA双链断裂(CRISPR-Cas9等方法常见的一种后果)。但当时,研究人员只能将G·C碱基对转换成T·A碱基对。而在这项最新研究中,新型腺嘌呤碱基编辑器(ABE)已可以将A·T碱基对转换成G·C碱基对。

  在所有人类已知的疾病相关单碱基对突变中,约有一半涉及野生型G·C碱基对转换成突变型A·T碱基对,所以,碱基编辑器可恢复大量此类突变。现已表明,其对细菌细胞和人类细胞的DNA均有效。在人类细胞中,它们能够在大范围的目标区域内引入预期遗传突变,效率约为50%,高于目前任何其他基因组编辑方法的效率,而且几乎无任何不良副作用,可随机插入、删除其他突变。

  新型“碱基编辑器”将一种DNA碱基的原子重排,让它变成活体细胞基因组内的另一种碱基,实现高效可选择性地单独替换所有四种DNA碱基,而不造成任何DNA双链断裂。其将用于纠正那些可引起遗传疾病的单碱基突变,引入可抑制疾病的单碱基突变,并且有助于增强人类对遗传疾病的理解,推动人类寻找治疗遗传疾病的新疗法。