盡管存在針對小等位基因基因組編輯的技術(shù)，但目前科學(xué)家們?nèi)匀蝗鄙購?qiáng)大的技術(shù)來對哺乳動物基因組中的大型DNA片段進(jìn)行靶向性整合。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Communications上題為“Find and cut-and-transfer (FiCAT) mammalian genome engineering”的研究報告中，來自西班牙龐培法布拉大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種能查找、切割和轉(zhuǎn)移的新型技術(shù)（FiCAT technology，即find， cut和transfer technology）其或有望作為基因編寫的最先進(jìn)的工具，來幫助開發(fā)更為安全和有效的手段，治療可選擇療法不多的遺傳性疾病患者和腫瘤疾病患者。

新型基因書寫技術(shù)或有望幫助開發(fā)更有效且安全的疾病療法。

圖片來源：Pallarès-Masmitjà, M.,et al. Nat Commun 12, 7071 (2021).doi：10.1038/s41467-021-27183-x

研究者表示，F(xiàn)iCAT技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的科學(xué)突破，其或有望克服目前用于基因組編輯和基因療法技術(shù)的限制。隨著新型基因編輯工具的不斷開發(fā)，人類基因組工程在過去幾十年里取得了重大的研究進(jìn)展，但仍然存在一定的技術(shù)差距，其可以在幾乎沒有任何尺寸限制的情況下有效轉(zhuǎn)移治療性的基因。

這篇研究報告中，研究人員開發(fā)了一種高效和精確的可編程基因書寫技術(shù)，該技術(shù)基于將可修飾的的蛋白質(zhì)CRISPR-cas和“小豬”Bac轉(zhuǎn)座酶（PB）的組合插入到小型和大型的片段中，CRISPR在對小片段進(jìn)行編輯時就能凸顯出其精準(zhǔn)性，然而，轉(zhuǎn)座酶則能幫助插入較大的片段，但卻是以一種不受控制的方式進(jìn)行的，這樣研究人員就結(jié)合了每一種技術(shù)的有點(diǎn)。

圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27183-x

通過這種方式，F(xiàn)iCAT技術(shù)就能幫助研究人員將大片段的DNA精準(zhǔn)地插入到基因組中，這意味著我們有望開發(fā)出新型治療性措施來治療目前無法治療的疾病，比如杜興氏肌肉萎縮癥或一些遺傳性的失明，在這些疾病中受影響的基因往往尺寸較大。研究人員在小鼠和人類細(xì)胞系中測試了該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了5%-22%的最小脫靶插入率，同時在小鼠肝臟和小鼠模型的生殖細(xì)胞中證明了這種靶向基因的轉(zhuǎn)移，最后他們對FiCAT技術(shù)進(jìn)行了定向進(jìn)化研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其能將效率進(jìn)一步提高至25%-30%。研究者表示，他們一直在逐步修飾酶類以便能獲得他們所尋找的功能，從而選擇出能表現(xiàn)出更好功能的酶類，本文研究或許就是一個非常明顯的例子，其揭示了在基因編輯的背景下酶工程研究或許擁有巨大的潛力。

綜上，本文研究結(jié)果表明，研究人員開發(fā)出了一種能在哺乳動物基因組中精確且有效靶向性插入多個kbDNA片段的新方法。（世聯(lián)博研(Bioexcellence)bioon.com）

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