新加坡科学家开发了新的基因编辑器来纠正致病突变

新加坡基因组研究所(GIS)开发了一种基于CRISPR的基因编辑器，可以纠正导致遗传疾病的突变。这种碱基编辑器(CGBE)推动了CRISPR-Cas9技术，使人类基因组的分子手术成为可能。这项发明为大约40%的与人类疾病相关的单碱基替代治疗提供了选择，包括囊性纤维化、心血管疾病、肌肉骨骼疾病和神经系统疾病。

　　

来自新加坡科学技术与研究机构(A*STAR)基因组研究所(GIS)的一组研究人员开发了一种基于CRISPR的基因编辑器——C-to-G碱基编辑器(CGBE)，它可以纠正导致遗传疾病的突变。

他们的研究发表在2021年3月2日的Nature Communications杂志上。

世界上每17个人中就有一个患有某种类型的遗传疾病。很有可能，你或你认识的某个人——亲戚、朋友或同事——是全球约4.5亿受影响人群中的一员。导致这些疾病的突变可能是由多种突变因素引起的——从阳光照射到细胞内的自发错误。到目前为止，最常见的突变是单碱基替代，即DNA中的一个碱基(如G)被另一个碱基(如C)取代。世界各地无数囊性纤维化患者用C代替G，导致蛋白质缺陷，遗传疾病。在另一种情况下，用血红蛋白中的T代替A会导致镰状细胞性贫血。

为了修复这些替换，研究团队发明了一种基因编辑器，可以改变缺陷C基因组内所需的G，这种C-to-G基本编辑器(CGBE)发明开辟了治疗方案为大约40%的单碱基替换与人类相关疾病，如前面提到的囊性纤维化,心血管疾病、肌肉骨骼疾病和神经系统疾病。

CGBE编辑推动了广泛采用的CRISPR-Cas9技术，使人类基因组的分子手术成为可能。CRISPR-Cas9技术通常用于破坏目标基因，但当需要对特定序列进行精确更改时，这种技术效率低下。CGBE编辑通过实现有效和精确的基因改变解决了这一挑战的一个关键方面。CGBE由三部分组成:1)修改后的CRISPR-Cas9将定位突变基因，并将整个编辑器聚焦于该基因;2)脱氨酶(一种酶,消除了氨基化合物)和3)最后,蛋白质将启动细胞机制来取代有缺陷的C与G 。这使以前无法实现直接转换从C G,纠正突变,因此,治疗遗传性疾病。

Chew Wei Leong表示,“CGBE基因编辑器是一个开创性的发明，第一次直接将C转换为G，这可能打开治疗了相当大一部分遗传病与单核苷酸突变的大门。”

“病人的安全至关重要，” Leong强调说，“我们正在努力确保我们的CGBE和CRISPR-Cas模式在疾病模型中都是有效和安全的，然后才能进一步开发这些模式用于临床。” Leong是获得2020年青年科学家奖(YSA)的三位年轻科学家之一。

GIS的执行董事Patrick Tan教授说:“像CGBE这样的新型编辑器正在扩展不断增长的精确基因组编辑工具套件，包括胞苷碱基编辑器(CBEs)、腺嘌呤碱基编辑器(ABEs)、CGBEs和主编辑器。这两种技术结合在一起，使DNA的精确和高效工程成为可能，用于研究、生物审问和疾病矫正，从而引领了基因医学的新时代。”

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