seekRNA为精准基因编辑提供了新途径

发布时间：2024-08-02 16:29:09 栏目：生活

导读 悉尼大学的科学家开发出了一种基因编辑工具，其准确性和灵活性比行业标准 CRISPR 更高，它彻底改变了医学、农业和生物技术领域的基因工程...

悉尼大学的科学家开发出了一种基因编辑工具，其准确性和灵活性比行业标准 CRISPR 更高，它彻底改变了医学、农业和生物技术领域的基因工程。



SeekRNA 使用可编程的核糖核酸 (RNA) 链，可以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。

这种新的基因编辑工具是由生命与环境科学学院的Sandro Ataide 博士领导的团队开发的。他们的研究成果已发表在《自然通讯》上。

“我们对这项技术的潜力感到非常兴奋。SeekRNA 能够精准灵活地进行靶向选择，为基因工程的新时代奠定了基础，超越了现有技术的局限性，”Ataide 博士说。

“使用 CRISPR，你需要额外的组件来获得‘剪切粘贴工具’，而 seekRNA 的承诺是它是一个独立的‘剪切粘贴工具’，具有更高的精度，可以提供各种各样的 DNA 序列。”

CRISPR 依赖于在目标 DNA 的两条链(即生命的双螺旋遗传密码)上制造断裂，并且需要其他蛋白质或 DNA 修复机制来插入新的 DNA 序列。这可能会引入错误。

Ataide 博士说：“SeekRNA 可以精确切割目标位点并插入新的 DNA 序列，而无需使用任何其他蛋白质。

“这使得编辑工具更加简洁，准确度更高，错误更少。”

自 10 多年前开发出 CRISPR 以来，基因编辑开辟了全新的研究和应用领域。它提高了水果和农作物的抗病能力，降低了人类疾病检测的成本和速度，帮助寻找镰状细胞病的治疗方法，并促成了革命性的癌症治疗方法(即 CAR-T 细胞疗法)的开发。

“我们对基因编辑功能的探索还处于起步阶段。我们希望通过开发这种新的基因编辑方法，为健康、农业和生物技术的进步做出贡献，”悉尼大学的共同作者Ruth Hall 教授说道。

精准基因定位

SeekRNA 源自于细菌和古细菌(无核细胞)中发现的天然插入序列家族 IS 1111和 IS 110。大多数插入序列蛋白几乎没有或完全没有靶标选择性，但这些家族却具有很高的靶标特异性。

正是这种准确性，seekRNA 才取得了迄今为止令人满意的成果。

利用该插入序列家族的精确度，seekRNA 可以被修改为任何基因组序列并以精确的方向插入新的 DNA。

“我们在实验室中成功地在细菌中测试了 seekRNA。我们下一步将研究该技术是否可以适用于人类中更复杂的真核细胞，”Ataide 博士说。

本研究报告的系统的一个优点是，它仅使用一个中等大小的蛋白质加上一条短的 seekRNA 链即可有效移动遗传物质。SeekRNA 由一个 350 个氨基酸的小蛋白质和一条 70 到 100 个核苷酸的 RNA 链组成。

这种尺寸的系统可以被装入生物纳米级递送载体(囊泡或脂质纳米颗粒)中，以便递送至目标细胞。

直接插入 DNA

另一个区别点是该技术能够自行将 DNA 序列插入所需位置，这是许多当前编辑工具无法实现的。

“目前的 CRISPR 技术对可引入的基因序列的大小有限制，”论文的主要作者、悉尼大学研究员Rezwan Siddiquee表示。“这限制了其应用范围。”

在全球范围内，其他团队也在对 IS 1111和 IS 110家族的基因编辑潜力进行类似的研究。然而，Ataide 博士表示，他们只展示了 IS 110家族中一个成员的结果，并且依赖于更大的 RNA 版本。悉尼的团队正在通过直接实验室采样和应用较短的 seekRNA 本身来推进其技术。