研究实现千碱基级DNA片段精准插入

本报讯(记者李思辉 实习生王悟诚)武汉大学医学研究院教授张楹与殷昊团队开发出一种全新的定点基因写入技术QuadPE,通过可编程方式实现千碱基级DNA片段的精准插入,为多种遗传病的基因治疗提供了新的技术路径。近日,相关研究成果发表于《自然》。

很多遗传病由基因突变或功能缺陷引起,理想的治疗方式之一是把有问题的基因替换为健康基因。但过去20多年里,这一过程高度依赖细胞内源修复机制,而许多疾病治疗相关细胞分裂较慢、修复能力有限,导致大段DNA精准写入长期面临效率低、适用范围受限等难题。

“通俗地说,基因写入就像在电脑里进行‘剪切-粘贴’。”张楹告诉《中国科学报》,如果能在合适的基因组位点定点放入健康基因,理论上有望弥补不同突变造成的功能缺陷,提高治疗策略的普适性。

研究人员开发了一种全新的定点基因写入技术QuadPE,利用先导编辑器分别在基因组和供体DNA上编辑生成两对序列互补的引物,精准引导供体DNA整合到目标基因组。该技术具备简单、高效、精准的特点,在多种细胞中实现了1.6至26kb高效精确的基因插入,编辑效率可达40%至60%。更为重要的是,该技术在疾病治疗相关的分裂和非分裂原代细胞中表现出良好效率,为基因治疗提供突破性的新工具。

殷昊介绍,该技术目前仅在体外细胞中进行了概念验证,用于疾病治疗还需要解决递送等关键问题。QuadPE系统包含基因编辑工具和供体DNA,未来如何将这些成分安全、高效地送达特定组织、细胞和位置,仍是基因治疗领域需要攻克的难关。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10395-w

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