超越CRISPR：seekRNA为精确的基因编辑提供了新的途径

悉尼大学(University of Sydney)的科学家们开发出了一种比行业标准CRISPR更准确、更灵活的基因编辑工具，后者彻底改变了医学、农业和生物技术领域的基因工程。

SeekRNA使用可编程核糖核酸(RNA)链，可以直接识别基因序列中的插入位点，从而简化编辑过程并减少错误。

这种新的基因编辑工具是由生命与环境科学学院的Sandro Ataide博士领导的团队开发的。他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

“我们对这项技术的潜力感到非常兴奋。SeekRNA精确而灵活地进行目标选择的能力，超越了当前技术的限制，为基因工程的新时代奠定了基础，”Ataide博士说。

“使用CRISPR，你需要额外的组件来拥有一个‘剪切和粘贴工具’，而seekRNA的前景是，它是一个独立的‘剪切和粘贴工具’，具有更高的准确性，可以提供广泛的DNA序列。”

CRISPR依赖于在目标DNA(生命的双螺旋遗传密码)的两条链上制造断裂，并需要其他蛋白质或DNA修复机制来插入新的DNA序列。这可能会引入错误。

Ataide博士说:“SeekRNA可以在不使用任何其他蛋白质的情况下精确地切割目标位点并插入新的DNA序列。

“这使得编辑工具更干净，准确性更高，错误更少。”

自10多年前CRISPR的发展以来，基因编辑已经开辟了全新的研究和应用领域。它提高了水果和农作物的抗病能力，降低了人类疾病检测的成本和速度，有助于寻找镰状细胞病的治疗方法，并使革命性的癌症治疗方法——CAR - t细胞疗法得以发展。

“我们还处于基因编辑的早期阶段。我们希望通过开发这种基因编辑的新方法，我们可以为健康、农业和生物技术的进步做出贡献，”来自悉尼大学的联合作者露丝·霍尔教授说。

精确的基因靶向

SeekRNA来源于一个自然存在的插入序列家族，称为IS1111和IS110，在细菌和古细菌(没有细胞核的细胞)中发现。大多数插入序列蛋白表现出很少或没有目标选择性，然而这些家族表现出高目标特异性。

迄今为止，seekRNA正是利用这种准确性取得了令人鼓舞的结果。

利用该插入序列家族的准确性，seekRNA可以被修饰成任何基因组序列，并以精确的方向插入新的DNA。

“在实验室里，我们已经成功地测试了细菌中的seekRNA。我们的下一步将是研究这项技术是否可以适用于在人类中发现的更复杂的真核细胞。”

本研究中报道的系统的一个优点是，它可以只使用一个中等大小的单个蛋白质加上一个短的seekRNA链来有效地移动遗传货物。SeekRNA由350个氨基酸的小蛋白质和70到100个核苷酸的RNA链组成。

这种大小的系统可以装入生物纳米级递送载体(囊泡或脂质纳米颗粒)中，以便递送到感兴趣的细胞。

直接插入DNA

另一个不同之处在于，这项技术能够自己将DNA序列插入所需的位置，这是目前许多编辑工具无法实现的壮举。

该论文的第一作者、悉尼大学研究助理Rezwan Siddiquee说:“目前的CRISPR技术对可以引入的基因序列的大小有限制。”“这限制了适用范围。”

在全球范围内，其他团队正在对IS1111和IS110家族的基因编辑潜力进行类似的研究。然而，Ataide博士说，他们只对IS110家族的一个成员显示了结果，并且依赖于一个更大的RNA版本。悉尼的研究小组正在通过直接的实验室取样和更短的seekRNA本身的应用来推进他们的技术。