新基因編輯法可成功逆轉單個鹼基變異
- 發佈時間：2016-04-22 02:30:48 來源：科技日報 責任編輯：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》雜誌刊登一則基因編輯改進方法，可定位和修改DNA單個鹼基，並且不在基因組中引入隨機插入或缺失的基因。這種新的“鹼基編輯”法使用一種修飾過的CRISPR/Cas9蛋白質，使它和另外兩種蛋白一同工作，比現有改正單鹼基變異的方法更高效。
大多數遺傳疾病源於單核苷酸的突變（點突變）。目前廣泛使用的CRISPR/Cas9方法中，Cas9蛋白含有兩個核酸酶結構域，涉及切割DNA兩條單鏈，在目標DNA序列上形成雙鏈斷裂。然而，當用於校正單個核苷酸時，標準的CRISPER/Cas9方法通常是很低效的，並且會在目標位置頻繁引入隨機插入/缺失基因（統稱為indels)，這主要是細胞對DNA雙鏈斷裂的反應結果。
為了提高修正點突變的效率，同時也減少插入/缺失的頻率，美國哈佛大學戴維·劉和他的同事修改了Cas9蛋白，讓它不再切割DNA雙鏈，但仍能結合到目標DNA序列。通過在Cas9上安裝鹼基修飾酶（APOBEC1），能直接將胞嘧啶（C）轉換成尿嘧啶（U），尿嘧啶與胸腺嘧啶（T）的鹼基配對方法一致。為了讓編輯過的鹼基對永久存在於細胞中，研究團隊使用第三種蛋白操縱正常細胞修復DNA的過程，使得目標C-G（鳥嘌呤）鹼基對轉變成T-A（腺嘌呤）鹼基對。
研究人員表示，他們的鹼基編輯系統能高效地矯正各種在小鼠和人類細胞係中存在的與人類疾病相關的點變異，並且引入插入/缺失量都極低。目前，該方法已經被用於培養細胞，成功逆轉了和疾病有關的單個鹼基變異，包括晚發性阿爾茨海默氏症與乳腺癌。
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