新基因编辑法可成功逆转单个碱基变异
查字典生物网
2016-05-05
最近一期英国《自然》杂志刊登一则基因编辑改进方法，可定位和修改DNA单个碱基，并且不在基因组中引入随机插入或缺失的基因。这种新的“碱基编辑”法使用一种修饰过的CRISPR/Cas9蛋白质，使它和另外两种蛋白一同工作，比现有改正单碱基变异的方法更高效。
大多数遗传疾病源于单核苷酸的突变（点突变）。目前广泛使用的CRISPR/Cas9方法中，Cas9蛋白含有两个核酸酶结构域，涉及切割DNA两条单链，在目标DNA序列上形成双链断裂。然而，当用于校正单个核苷酸时，标准的CRISPER/Cas9方法通常是很低效的，并且会在目标位置频繁引入随机插入/缺失基因（统称为indels)，这主要是细胞对DNA双链断裂的反应结果。
为了提高修正点突变的效率，同时也减少插入/缺失的频率，美国哈佛大学戴维·刘和他的同事修改了Cas9蛋白，让它不再切割DNA双链，但仍能结合到目标DNA序列。通过在Cas9上安装碱基修饰酶（APOBEC1），能直接将胞嘧啶（C）转换成尿嘧啶（U），尿嘧啶与胸腺嘧啶（T）的碱基配对方法一致。为了让编辑过的碱基对永久存在于细胞中，研究团队使用第三种蛋白操纵正常细胞修复DNA的过程，使得目标C-G（鸟嘌呤）碱基对转变成T-A（腺嘌呤）碱基对。
研究人员表示，他们的碱基编辑系统能高效地矫正各种在小鼠和人类细胞系中存在的与人类疾病相关的点变异，并且引入插入/缺失量都极低。目前，该方法已经被用于培养细胞，成功逆转了和疾病有关的单个碱基变异，包括晚发性阿尔茨海默氏症与乳腺癌。
