科学探索|David Liu发布新prime编辑系统：在人类细胞中插入了完整的基因 David|Liu发布新prime编辑系统：在

麻省理工学院(MIT)和哈佛大学(Harvard)布罗德研究所(Broad Institute)的研究人员开发了一种新版本的prime editor ，可以安装或替换基因大小的DNA序列。prime editor于2019年首次开发，是在人类细胞中进行广泛基因编辑的一种精确方法，包括小替换、插入和删除。

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Prime editing, 最开始由Broad研究所David Liu开发，可在不产生DSB或引入供体DNA的情况下实现基因组遗传信息的重新编写。相关研究在2019年10月21号发表在Nature杂志上。Prime editing将基因组编辑提升到了一个新的水平，这种方法允许引入所有突变类型，包括插入、缺失和12种碱基-碱基转换。这项技术最初在人体细胞中进行研究，主要是期待解决由碱基突变引起的人类遗传病问题。
在今天发表在《Nature Biotechnology》杂志上的一项研究中，研究小组描述了双prime editing(twinPE) ，这种技术通过两个相邻的prime edits ，在基因组的特定位置引入更大的DNA序列，几乎没有多余的副产物。随着技术的进一步发展，该技术有可能成为一种新的基因治疗形式，以安全、高靶向的方式插入治疗基因，以替代突变或缺失的基因。
研究人员通过在人类细胞中编辑与亨特综合征(一种罕见的遗传疾病)相关的基因，证明了twinPE的治疗潜力。这种疾病是由一个特定的40000碱基对长的DNA链的反转引起的。该团队使用twinPE在基因组的同一位置引入了一个相似长度的倒置，展示了如何使用该方法来纠正致病突变。该团队还使用了twinPE ，精确地将数千个碱基对的基因大小的DNA货物插入基因组中治疗相关的位置。
该方法解决了原始prime editing系统的一个限制，该系统只能编辑几十个碱基对。然而，一些遗传疾病的研究或治疗可能需要更大的编辑。与最初的prime editing方法一样， twinPE也没有在同一位置同时切断两条DNA双螺旋，这可能导致编辑结果控制不良和有害的染色体异常。

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【科学探索|David Liu发布新prime编辑系统：在人类细胞中插入了完整的基因】“在我们选择的位置将健康基因插入患者体内，而不产生双链断裂和混合副产物，一直是基因编辑领域的长期挑战之一。”该研究的资深作者David Liu说。
“TwinPE可能是一种更安全、更精确的方法，可以将治疗性基因插入到我们指定的位置，比如健康个体的本地基因位置，或者被认为将副作用风险降到最低的‘安全港’位置。”
由刘的实验室开发的prime editing技术，使DNA替换、插入和删除成为可能，并承诺纠正大多数已知的致病基因变异。最近对prime editing技术的改进提高了其效率，使其更接近治疗应用。但是编辑超过100个碱基对的序列仍然是低效的。
TwinPE填补了这一空白。该系统使用一个prime editing蛋白和两个prime editing指导RNA ，它们指导编辑机制并对编辑进行编码。这两种引导RNA中的每一种都会引导编辑蛋白在基因组中不同的目标位点上在DNA中形成单链缺口，从而避免在其他方法中产生不需要的副产物的那种双链断裂。然后，该系统合成了两条新的互补DNA链，在两个缺口之间包含了所需的序列。使用这种方法，该团队能够插入、替换或删除高达800个碱基对的序列。