基因编辑科技创新案例
cysgjj时间2024-05-06 02:06:04分类科技创新浏览31
基因编辑技术的最新进展是什么？
基因编辑技术是这几年问世的一种新型基因组编辑技术，2015年度生命科学突破奖”颁发给了发现基因组编辑工具“CRISPR/Cas9”的两位美女科学家——珍妮弗·杜德娜和艾曼纽·夏邦杰。该技术相比之前的TALEN和ZHN编辑技术具有无可比拟的优势。
因此该方面的研究也相当火热，从动物到植物都已经实现了该技术的应用，像在植物中水稻、小麦、玉米、油菜、甘蓝等作物均已经见到有该技术的应用。基于该技术广泛的应用前景，在CRISPR/Cas9之外，科研工作者还在探索其他版本得编辑系统。2016年张锋在《science》发表论文称一种CRISPR/Cas13能够用于切割细菌***定的RNA序列。并在2017年在《nature》发文称该系统可以在哺乳动物细胞中发挥作用，也就是说该系统今后也有望应用于疾病治疗。
不过针对该问题，我觉得题主想要了解清楚最好去查阅一下相关论文，本想查阅一下资料汇总一下写完，但是实际发现这个进展太多，信息量非常的大，如果汇总起来这个问题可以写一个综述性论文了。或者建议题主看一下相关的研究综述，可能比在这里求答案合适些。
以这两年CRISPR基因编辑技术研究进展来看，最重大的研究进展就是可以实现对DNA单个碱基的编辑。之前的CRISPR基因编辑技术只能对DNA靶序列进行随机插入和缺失。超过6万个基因变异与人类疾病有关，其中近3.5万个基因变异是由一个DNA碱基错误引起的。近两年基因编辑技术的重大改进，就是可以纠正这种点突变，不仅是在DNA中，也在RNA上。
哈佛大学D***id Liu 实验室在2016年在nature发表“Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cle***age”实现单碱基编辑。作者对Cas9蛋白进行了改造，使其仍能结合到目标靶位点DNA序列，但是不会对DNA进行切割。通过在Cas9上融合一个胞嘧啶核苷脱氨酶，可以将胞嘧啶（C）转换成尿嘧啶（U）。该碱基编辑系统能高效地矫正各种在小鼠和人类细胞系中存在的和人类疾病相关的点变异，在永久修正细胞DNA占总细胞比例15-75%，indel形成不到1%。
在今年10月末，D***id Liu 实验室继续在nature发表“Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cle***age”，实现了单碱基编辑将A•T碱基对编辑成G•C碱基对。作者通过蛋白质工程对大肠杆菌E Coli的腺嘌呤脱氨酶E. coli TadA（ecTadA）进行了进化改造，人工进化得到能够对正常双链DNA上腺嘌呤进行脱氨的腺嘌呤脱氨酶。腺嘌呤脱氨酶能够将腺嘌呤A脱氨转变为次黄嘌呤I，I在被细胞识别的时候识别为G，因此被***或者修复的时候就实现A•T碱基对转换成G•C。TadA, Cas9外加guide RNA就组成了一个腺嘌呤碱基( adenine base editor，ABE)编辑系统，在人类T细胞中实现A-T碱基转化为G-C碱基对（50%编辑效率），indels率0.1%左右。
此外，CRISPR技术先驱张锋研究组今年10月分别在science和nature发表了两篇关于cas13酶家族的文章，RNA editing with CRISPR-Cas13和RNA targeting with CRISPR–Cas13。在Prevotella菌中分离得到了PspCas13b酶，开发了CRISPR新系统RNA Editing for Programmable A-to-I replacement“REPAIR”，重新设计改造了PspCas13b，不能切割RNA但是可以结合在特定的靶序列RNA。同时，利用ADAR2蛋白对靶序列上腺嘌呤核苷A替换成次黄嘌呤核苷I，实现单碱基编辑。
Nature今年发表研究论文“Enhanced proofreading governs CRISPR–Cas9 targeting accuracy”指出改变修正Cas9的REC3结构域可以大幅降低CRISPR-Cas9系统的脱靶效应。
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