兩篇Protein & Cell報道我國科學家進一步優化腺嘌呤鹼基編輯系統

在兩項新的研究中，來自中國華東師範大學和中山大學的兩個研究小組在小鼠和大鼠品系中開發出一種被稱作腺嘌呤鹼基編輯器（adenine base editor, ABE）的鹼基編輯系統，並對這種系統加以改進，這將對人類遺傳疾病和基因療法帶來重大的影響。相關研究結果發表在開放存取的Protein & Cell期刊上，論文標題分別為「Increasing targeting scope of adenosine base editors in mouse and rat embryos through fusion of TadA deaminase with Cas9 variants」和「Effective and precise adenine base editing in mouse zygotes」。

圖片來自Protein & Cell, doi:10.1007/s13238-018-0568-x.

人基因由鹼基A、T、C和G組成，這些鹼基以特定的順序排列在一起來編碼遺傳信息。這種ABE系統能夠產生所需的A→G轉化，因而允許科學家們改變遺傳密碼，同時讓不想要的結果最小化。鑒於幾乎一半的人類遺傳疾病是由C/G→T/C突變引起的，這最好是通過ABE系統加以校正，因此它是一種有前景的治療應用技術。

小鼠和大鼠是生物學和醫學研究中最為重要的兩種模式生物，這是因為它們很容易繁殖並且在生理上與人類相似。利用經過基因修飾的嚙齒類動物模型，科學家們在理解人類生物學、疾病病理學和開發治療多種疾病的治療方法方面取得了重大進展。然而，即使使用像CRISPR/Cas9這樣的靶向基因組編輯技術，也不容易培育出含有在人類疾病中鑒定處的點突變的小鼠或大鼠品系。

在這兩項新的研究中，這些研究人員利用這種ABE系統高效地培育出三種小鼠品系來模擬一種被稱作杜氏肌營養不良（Dunchenne Muscular Dystrophy, DMD）的遺傳性肌肉變性疾病。他們還使用一種大鼠模型來模擬II型遺傳性糖原貯積病。這些模型可能是測試創新療法（特別是基因療法）的重要資源。

華東師範大學生命科學學院生命醫學系主任李大力（Dali Li）說，「擴大ABE系統的靶向範圍並測試它在細胞和動物中的編輯效率和編輯窗口是至關重要的。」

李大力主任及其在華東師範大學領導的研究小組已能夠靶向原始的ABE系統不能夠靶向的基因組位點。他們使用化學修飾的「嚮導RNA（gRNA）」來提高整體編輯效率。

李大力主任說，「早期的研究結果是很有希望的。我們正在努力將這種強大的工具應用於臨床前治療研究中，旨在為不同的人類遺傳疾病開發出新的基因治療策略。我相信儘管改進ABE系統的整體編輯效率和運送系統充滿挑戰，但是它的臨床應用將會在不久的將來到來。」（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

Lei Yang, Xiaohui Zhang, Liren Wang et al. Increasing targeting scope of adenosine base editors in mouse and rat embryos through fusion of TadA deaminase with Cas9 variants. Protein & Cell, First Online: 31 July 2018, doi:10.1007/s13238-018-0568-x.

Puping Liang, Hongwei Sun, Xiya Zhang et al. Effective and precise adenine base editing in mouse zygotes. Protein & Cell, First Online: 31 July 2018, doi:10.1007/s13238-018-0566-z.

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