中科院实现以核糖核酸为媒介的基因精准写入 有望为遗传病带来全新治疗方式

封面新闻记者 赵雨笙
封面新闻记者7月11日从中国科学院获悉,中国科学院动物研究所李伟研究员、周琪研究员团队开发的逆转座子基因工程新技术,首次实现以核糖核酸(RNA)为媒介的基因精准写入,有望为遗传病、肿瘤等疾病的治疗带来更高效、更安全、更低成本的全新治疗方式。相关研究成果已在国际学术期刊《细胞》在线发表。
图片
开发全RNA介导的、高效精准的哺乳动物细胞大片段功能基因写入工具。图据中国科学院
基因组DNA是生命的蓝图,对基因组DNA实现任意尺度的精准操作代表对生命蓝图进行修改绘制的底层能力,是基因工程技术发展的核心。
以CRISPR基因编辑技术为代表的技术进步实现了基因组单碱基和短序列尺度的精准编辑,基本解决了基因组精准编辑的挑战。然而,如何针对应用场景的需求,实现大片段DNA在基因组的高效精准整合,仍然是整个基因工程领域亟需突破的难题。该技术的突破意味着可以通过外源功能基因的精准写入来干预多种不同位点基因突变导致的单基因遗传缺陷等疾病,从而开发更为通用的基因与细胞疗法,具有广泛的应用前景。
中国科学院研究团队介绍,针对这一难题,科学界此前已开发了多种基因写入技术。但这些技术大多以DNA为媒介,在实际医学应用中面临免疫原性高、体内递送困难等诸多挑战。相比之下,RNA媒介免疫原性更低、可被非病毒载体有效递送、无随机整合风险。
图片
系统的工程化改造获得en-R2Tg工具。图据中国科学院
此项研究中,团队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,成功实现以RNA为媒介的功能基因在多种哺乳动物基因组的高效精准写入。
“借助这一技术突破,有可能开发更为通用的基因与细胞疗法,具有广泛的应用前景。”李伟介绍。