想象一下未來：將一種起導向作用的生物機器放入你的身體中，尋找每個細胞中有缺陷的基因序列，并以較高的精密度與準確度進行編輯，從而導入正確的基因序列來替換有缺陷的基因序列。這種方法被稱作基因編輯。

如今，來自加拿大阿爾伯塔大學的研究人員開展了一項改變游戲規則的研究，它有望讓這種技術更接近于人體臨床治療。相關研究結果于2018年4月13日在線發表在Nature Communications期刊上，論文標題為“Incorporation of bridged nucleic acids into CRISPR RNAs improves Cas9 endonuclease specificity”。

圖片來自Nature Communications, doi:10.1038/s41467-018-03927-0。

論文通信作者、阿爾伯塔大學藥理學系助理教授Basil Hubbard說，“我們發現利用一種被稱作橋接核酸（bridged nucleic acid, BNA）的合成向導分子替換天然的向導RNA（gRNA）分子可極大地提高基因編輯技術的準確性。”Hubbard和他的團隊已將他們的發現提交了專利申請。

自從發現CRISPR/Cas9系統以來，人們對基因編輯技術的興趣一直在迅速增加。這種基因編輯系統天然地存在于細菌中，細菌利用它抵抗它們的天敵，即噬菌體。

Hubbard解釋道，“它允許細菌儲存關于之前的噬菌體感染的信息，然后利用這種信息尋找和切割新入侵者的DNA。”

“科學家們已意識到這種系統能夠經過編程后切割人細胞中的特定DNA序列，從而允許我們編輯我們的基因。然而，其中的一個主要問題是這種系統并不是完全特異性的---有時它會切割序列類似的但不正確的基因。”

他指出CRISPR/Cas9系統利用天然的gRNA分子進行切割是非常準確的，僅發生大約1%的差錯。

“然而，鑒于人體內有數萬億個細胞，即使發生1%差錯也是非常顯著的，特別考慮到基因編輯是永久性的。若發生錯誤地切割，那么患者可能最終會患上如癌癥之類的嚴重疾病。”

Hubbard和他的團隊證實他們開發出的這種新的BNA向導分子在尋找正確的DNA進行切割的過程中是更加穩定的和更加嚴格的。

Hubbard說，“我們的研究證實在某些情況下，利用BNA向導分子引導Cas9能夠將它的特異性提高10000倍以上---這是一個顯著的改進。”

盡管這種基因編輯技術仍然有幾種障礙需要克服，包括如何將它高效地運送到人體內所面臨的挑戰，但是它可能有朝一日被用來治療一系列遺傳疾病，比如肌肉萎縮癥、血友病和各種癌癥。（生物谷 世聯博研Bioexcellence）

參考資料：

Christopher R. Cromwell, Keewon Sung, Jinho Park et al. Incorporation of bridged nucleic acids into CRISPR RNAs improves Cas9 endonuclease specificity. Nature Communications, Published online: 13 April 2018, doi:10.1038/s41467-018-03927-0