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基因编辑最新成果「无需切割DNA也能自由替换碱基」是如何实现的

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关注哈佛大学化学与化学生物学系、HHMI以及Broad Institute的David Liu教授实验室在Nature杂志上以长文形式(Article)发表了题为“Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA”的突破性成果,报道了一种新型腺嘌呤碱基编辑器 (ABE),它可以将A•T碱基对转换成G•C碱基对,加之此前报道的将G•C碱基对转换成T•A碱基对的成果,该技术首次实现了不依赖于DNA断裂而能够将DNA四种碱基A、T、G、C进行替换的新型基因编辑技术。 大家都知道,这几年基因编辑技术很火,也是生命科学技术领域的重大进展之一。以前只是在体外进行编辑,现在居然能在体内实现了。DNA由四种碱基组成(腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T),看到嘌呤,是不是特别熟悉?没错,他们就是引起尿酸升高的源头。四种碱基,两两可以配对,TA配对,CG配对。技术原理DNA的编辑其实原理很简单,就是通过一种合适的酶,可以定向的把其中的一个碱基脱氨,再经修饰就变成了另外一种碱基。有的酶是人体内天然存在的,因为DNA在复制过程中,会产生一定数量的突变,错配,就需要这些酶去进行DNA修复,保证人类基因组的完整性和正确性。通常,胞嘧啶的自发脱氨基后再经修饰,C就变成了T,也就从CG配对转变为TA碱基了,这是生物体内不用切割DNA就能实现碱基替换的主要来源,但反过来,腺嘌呤A上的氨基脱氨研究却几乎是个空白。直到这篇文章发表,研究者发现了一个这样的酶,能把腺嘌呤上的氨基脱掉,这个酶取名叫腺嘌呤碱基编辑器ABEs。技术服务人类其实任何好的科学技术的出现,都应该服务于科研,进而服务于临床病人,乃至服务于全人类。假如碱基脱氨基形成的DN A点突变得不到修复,就会是致病性的。但是如果把这些技术利用好了,让它去针对病毒发挥作用,更可以造福人类。小编当年研究是的一个叫APOBEC3的酶,这个酶和这些文章报道的酶的功能类似,只不过它是人体内存在的一种核苷酸代谢酶,主要作用是使胞嘧啶C脱氨基突变成尿嘧啶U,实现对DNA/RNA的编辑,进行实现某些生理功能。这个酶的厉害之处在于它能使乙肝病毒的DNA胞嘧啶C脱氨基,进而引起病毒DNA的降解。这个发现给了我们很大启发,或许可以基于这个发现,研制一种药物,彻底治愈乙肝。当然,科学远比设想要复杂,这个课题目前仍在实验室研究阶段。


1楼2020-10-10 13:17回复
    不用切断DNA,就能基因编辑,基因编辑的副作用就没有过了,可以对大脑神经细胞进行编辑,对治疗性别焦虑症有帮助吗?


    2楼2020-10-10 13:20
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