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来自日本的研究人员报告了一种新的基因编辑方法，可以绝对精确地修饰人类基因组中的单个DNA碱基。 相关论文3月5日发表在Nature Communications上，其独特之处在于它通过设计引导细胞自身的修复机制，用于提供携带疾病相关突变遗传信息的细胞。 点击文末的阅读原文，查看论文全文 DNA中的单个突变（称为单核苷酸多态性，简称SNPs）是人类基因组中最常见的变异类型。已知有超过1000万个SNP，其中许多与阿尔茨海默病，心脏病和糖尿病等疾病有关。 为了解SNP在遗传性疾病中的作用，京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA）的科学家们从患者供体中制造了诱导性多能干细胞。 iPS细胞保留了供体的基因组成，并可以转化为体内任何细胞类型。通过这种方式，可以在实验室中创建和观察来自诸如脑，心脏或胰腺等组织的细胞，从而在开始临床试验之前对新的疾病治疗进行安全测试。 证明单核苷酸多态性导致疾病需要与遗传匹配或同基因的iPS细胞进行非常严格的比较。理想的细胞是被描述为同基因“双胞胎”（ isogenic “twins”）;其基因组只有一个SNP不同的细胞。 然而，研究人员称，“通常我们需要添加抗生素耐药基因以克服转化效率低的问题。然而就是这一步骤，又增加了对基因组的改变，因此我们也需要一种方法来消除这一影响。” 为此，Knut Woltjen实验室开发了一种新的基因组编辑技术。 插入SNP修饰以及荧光报告基因，该基因充当检测修饰细胞的信号。另外，他们还在报告基因的左侧和右侧设计了一个短的重复DNA序列，称为microhomology，以及CRISPR（切割DNA的酶）的独特靶位点。 这些特征使研究人员能够利用细胞内的内源性DNA修复系统，称为微同源性介导末端连接（ microhomology-mediated end joining ，MMEJ），以精确去除报告基因。 MMEJ去除荧光报道基因，仅留下修饰的SNP。通过将突变SNP安排在一种 microhomology 中，并将正常SNP安排在另一种中，从而有效地产生了等基因双胞胎。 该实验室已经开始运用他们的方法来进行疾病研究，他们与日本和加拿大的研究人员合作，正在调查青少年患者严重糖尿病的遗传病因。 /End. |
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