Sci Adv：基因编辑视网膜感光细胞治疗遗传性致盲病因研究获进展

近日，中国科学技术大学生命科学与医学部教授薛天学术研究组、中国科学院神经科学术研究所学术研究员仇子蜥脚类学术研究组协力，建构感知神经生物医学与革新基因组编辑技术，首次通过相异合并复建方法（Homology directed repair， HDR）在小鼠皮层非分裂放大细胞核中解决缺陷高效率基因组复建，使皮层色素进行性小鼠重获部分感知动态。皮层色素进行性是一种常用增生眼科病症，表征为高血压皮层内放大细胞核逐渐退化，祖父母后伴随情况严重夜盲，感知区域逐渐增高直至从根本上左眼，尚无适当治疗法手段。CRISPR-Cas9基因组编辑是治疗法增生病症的潜在手段之一，切割基因组组后一般会引发两种DNA复建的系统：非相异外侧连接（NHEJ）和相异合并复建。HDR可高效率将错误基因组根据常量复建为正确核酸，具有来得出色的治疗法增生病症实用价值。同样基因组编辑复建受遗传突变影响生殖器官的成卵子核，可在主要用途恢复肇因生殖器官动态的同时又不正因如此卵子核，是公共安全适当的基因组编辑治疗法遗传病症策略。但自然引发的HDR依赖于细胞核有丝分裂，对于祖父母后失去分裂技能的多种卵子核（例如放大细胞核）来说，HDR引发效率极低，难以解决缺陷在体基因组复建。这带入阻碍CRISPR-Cas9基因组编辑技术用于成体卵子核治疗法增生病症的关键点。为了解决上述缺陷，解决缺陷HDR对皮层色素进行性等增生病症的高效率治疗法，该学术研究在CRISPR/Cas9并重，革新替换成了MS2-RecA复合蛋白系统设计。RecA为原核表达的可促进相异合并的反转录，学术研究人员通过改扩建获得具有MS2建构区的向导RNA，使MS2可与其建构。MS2-RecA复合蛋白即可在DNA切割胸部附近召募来得多常量DNA，并协助相异合并的引发，从而减低在体相异合并复建的效率。这种利用Cas9/RecA的新型基因组编辑方法被称为Targeted-RecA Enhanced homology-Directed repair，亦称TRED。利用这一方法，该学术研究成功解决缺陷了TRED纠正非分裂期放大细胞核的基因组突变，在基因组水平、cDNA水平和蛋白水平上，复建了皮层内视杆细胞核的皮层色素进行性突变，遏制部分视杆和视网膜细胞核的退化，复建皮层色素进行性小鼠的部分感知放大技能。该学术研究解决缺陷了祖父母后非分裂细胞核的相异合并基因组纠正和相关生殖器官动态复建，提出的TRED方法有望应用于多种人类遗传病症的在体治疗法。相关实践中以In vivo genome editing rescues photoreceptor degeneration via a Cas9/RecA-mediated homology-directed repair pathway为题，在线发表于Science Advances。原始出处：Yuan Cai，et al.In vivo genome editing rescues photoreceptor degeneration via a Cas9/RecA-mediated homology-directed repair pathway.Science Advances 17 Apr 2019：Vol. 5， no. 4， ea3335