北京大學研究人員近日在英國期刊《自然·生物技術》雜志在線發(fā)表研究論文，首次報道了一種新型的核糖核酸（RNA）單堿基編輯技術。利用該技術，研究人員在一系列疾病相關基因轉錄本中實現(xiàn)了高效、精準的編輯。該技術的建立為生命科學基礎研究和疾病治療提供了一種全新的工具。
近年來，以CRISPR/Cas9為代表的基因組編輯技術在生物醫(yī)學等諸多領域產生了深遠影響，即利用細菌特有的免疫系統(tǒng)及一種名為Cas9的酶對目標細胞DNA序列進行修改，以期實現(xiàn)對由基因缺陷所引起的疾病的有效治療。
課題組專家，北京大學生命科學學院、北京大學生物醫(yī)學前沿創(chuàng)新中心研究員魏文勝介紹，雖然這項技術影響深遠，但目前存在的一系列問題使其在臨床治療應用中遭遇瓶頸，例如由蛋白過表達引起的DNA/RNA水平的脫靶效應，由外源蛋白表達引起的機體免疫反應及損傷等。問題的根源之一在于當前的基因編輯體系依賴于外源編輯酶或效應蛋白的表達。為此，亟須建立新型基因編輯工具，特別是擺脫傳統(tǒng)技術依賴于外源蛋白表達的桎梏。
RNA是存在于生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。魏文勝課題組在研究中首次發(fā)現(xiàn)，只需轉入一條特殊設計的“向導”RNA，就能夠通過招募細胞內源的蛋白對目標RNA上特定的腺苷酸產生高效精準的編輯，并不需要引入任何外源效應蛋白。這種新型RNA編輯技術被命名為LEAPER。
深入研究表明，LEAPER具有廣泛的適用性，能對RNA分子上絕大多數的腺苷酸位點進行精準編輯。在人的肺臟成纖維細胞、支氣管上皮細胞及T細胞中，LEAPER的編輯效率可達80%，顯示出該技術在疾病治療中巨大的應用前景。此技術的高效、精準的特性也在一些應用嘗試中得到充分驗證。例如，研究人員利用此技術成功修復了來源于IH型粘多糖病病人的缺陷細胞，為成功修復致病突變提供了一種手段。
課題組表示，LEAPER充分利用了細胞中天然存在的機制：僅用一條RNA就實現(xiàn)了精確高效的RNA單堿基編輯，從而避免了任何由于表達外源效應蛋白而引起的各種潛在問題，因而是一種較為安全的基因編輯工具。
“這種新型的基因編輯技術在科學研究和疾病治療中顯示出可觀的優(yōu)勢與潛能，同時也為發(fā)展基于細胞內源機制的基因編輯技術指明了方向。”魏文勝說。
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