超越CRISPR,精确切割靶点插入序列,新基因编辑工具SeekRNA面世

2024-06-24 01:27:00 来源: 科技日报 作者: 刘霞

科技日报记者 刘霞

“基因剪刀”CRISPR技术已彻底改变了医学、农业和生物技术领域的面貌。如今,澳大利亚悉尼大学生命与环境科学学院团队成功开发出一种比CRISPR更准确、更灵活的基因编辑工具SeekRNA。该工具利用可编程RNA链,能直接识别基因序列中的插入位点,从而简化编辑过程并减少错误。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志。


IS1111和IS110家族。
图片来源:《自然·通讯》网站

CRISPR已广泛应用于多个领域。它降低了人类疾病检测成本,提高了检测速度,帮助科学家开发出嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)免疫疗法以治疗癌症。

研究人员解释说,CRISPR的工作原理是让靶DNA的两条链断裂,然后借助其他蛋白或DNA修复机制插入新DNA序列,但这可能产生错误。SeekRNA则能在不使用任何其他蛋白的情况下,精确切割靶点并插入新DNA序列。这使其相对CRISPR来说更加精确可靠,减少了潜在错误。

SeekRNA源于名为IS1111和IS110的天然插入序列家族,该家族成员在细菌和古菌(无核细胞)中广泛存在。大多数插入序列蛋白很少有或没有靶选择性,但这些家族的成员具有很高的靶特异性。利用这一特性,seekRNA能适应任何基因组序列,并以精确方式插入新DNA。

目前,研究人员已经在细菌中成功测试了seekRNA的有效性。接下来,他们计划研究该技术能否适用于人类体内更为复杂的真核细胞。他们目前使用的SeekRNA包含由350个氨基酸组成的小蛋白和由70—100个核苷酸组成的RNA链。这种尺寸的系统可以方便地集成到纳米级生物递送载体(囊泡或脂质纳米颗粒)上,有效递送到目标细胞中。

此外,其他科研团队也在对IS1111和IS110家族的基因编辑潜力开展类似研究。研究人员还计划通过直接实验室采样和应用较短的seekRNA,进一步探索该技术的潜力。

责任编辑: 常丽君
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