记者9日从中国科学院动物研究所获悉,该所李伟研究员与周琪研究员团队开发的逆转座子基因工程新技术,首次实现以RNA为媒介的基因精准写入,有望为遗传病、肿瘤等疾病带来更高效、更安全、更低成本的全新治疗方式,为新一代创新基因疗法的发展提供了基础。相关研究成果在线发表于《细胞》杂志。

基因工程技术是现代生物技术发展的前沿,有着广泛的应用。以CRISPR基因编辑技术为代表的技术进步已经基本实现了单碱基和短序列尺度的精准编辑。“然而,如何针对应用场景的需求,实现大片段基因尺度的DNA在基因组的高效精准整合,仍然是整个基因工程领域亟须突破的难题。”论文共同通讯作者李伟说。

针对这一重大技术挑战,多种基因写入技术已被开发,但是这些技术大多以DNA为媒介。在实际医学应用中,DNA媒介面临免疫原性高、在体递送困难、在基因组中具有随机整合风险等诸多挑战。相比之下,RNA媒介具有更低的免疫原性、可被非病毒载体有效递送、在细胞内迅速降解,无随机整合风险等特点,能有效应对DNA媒介所面临的挑战。“因此,以RNA为媒介的大片段精准写入技术,在安全性、可递送性方面都具有显著的优势。”李伟说。

此次,基于自然界存在的R2逆转座系统,科研人员结合基因组数据挖掘和大分子工程改造等手段,开发了以RNA为媒介进行大片段基因精准写入的R2逆转座子工具。该工具能够在多种哺乳动物细胞中实现大片段基因高效精准整合,成功实现了以RNA为媒介的功能基因在多种哺乳动物基因组的精准写入。

值得注意的是,该逆转座子基因工程新技术目前还无法实现在不同基因组位点的可编程写入,且在人原代细胞中的基因写入效率较低,因此未来需要进一步发展和优化。

(中国科学院动物研究所供图)

编辑:胡梦竹
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