新型基因编辑工具可将意外突变减少70%以上

CRISPR是已经进入日常词汇的科学术语之一。这种基因编辑工具可以说是 21 世纪最大的发现之一，它彻底改变了遗传和非遗传疾病的研究和治疗。但与 CRISPR 技术相关的主要风险是"脱靶编辑"，即在基因组中目标位点以外的位置发生意外的、不必要的甚至是不利的改变。

现在，莱斯大学的研究人员开发出了一种新的基于CRISPR技术的基因编辑工具，它更加精确，大大降低了发生脱靶编辑的可能性。

"我们的团队着手开发一种改进版的基因编辑工具，它可以根据需要开启或关闭，从而提供无与伦比的安全性和准确性，"该研究的第一作者曾宏志说。"这种工具有可能纠正我们基因组中近一半的致病点突变。然而，目前的腺嘌呤碱基编辑器处于持续'开启'状态，这可能会在宿主基因组中进行所需的校正的同时，导致不必要的基因组变化。"

DNA 由两条相连的链组成，它们相互缠绕，形成一个类似扭曲梯子的双螺旋。梯子的"梯级"由碱基对组成，碱基对是两个互补的核苷酸碱基，通过氢键结合在一起：腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，胞嘧啶（C）与鸟嘌呤（G）配对。

碱基对突变也被称为"点突变"，是导致成千上万种疾病的罪魁祸首。传统的 CRISPR 使用腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 或胞嘧啶碱基编辑器 (CBE) 在所需位点上产生点突变。在这里，研究人员使用 ABE 并对其进行了修改。

他们把 ABE 分成了两个独立的蛋白质，在加入西罗莫司分子之前，这两个蛋白质一直处于非活性状态。西罗莫司又称雷帕霉素，是一种具有抗肿瘤和免疫抑制特性的药物，用于防止器官移植中的排斥反应和治疗某些类型的癌症。

"引入这种小分子后，腺嘌呤碱基编辑器的两个独立的非活性片段被粘合在一起，从而变得活跃起来，"Zeng 说。"当人体代谢雷帕霉素时，这两个片段就会分离，使系统失去活性。"

研究人员发现，除了比原始的、完整的 ABE 保持活性的时间更短之外，他们的新型分裂基因编辑工具还有其他好处。

Zeng说："与完整的[碱基]编辑器相比，我们的版本减少了70%以上的脱靶编辑，并提高了靶上编辑的准确性。"

他们通过靶向小鼠肝脏中的 PCSK9 基因测试了他们的方法。PCSK9基因制造一种有助于调节血液中胆固醇含量的蛋白质，因此对人类具有治疗意义。他们将雷帕霉素激活的分裂ABE打包到腺相关病毒（AAV）载体中，发现它能将基因上的单个A●T碱基对转换成G●C碱基对。这种转换特别有用，因为在与人类遗传疾病有关的单点突变中，G●C 突变为 A●T 碱基对的突变几乎占 50%。

该研究的通讯作者高雪说："我们希望看到我们的分裂基因组编辑工具最终能以更高的精度应用于解决人类健康相关的问题，"。

该研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。