重编程位点特异性逆转录转座子活性：开启基因组精准编辑新时代

《Nature》：Reprogramming site-specific retrotransposon activity to new DNA sites

为探究位点特异性逆转录转座子的靶向限制问题，研究人员开展了相关研究。他们发现多个新的位点特异性逆转录转座子家族，构建出 STITCHR 系统。该系统可实现无疤痕、高效的基因编辑，有望用于科研和治疗。

　　

逆转录元件在塑造真核生物基因组方面起着关键作用。例如，位点特异性非长末端重复逆转录转座子（non-long terminal repeat retrotransposon）通过优先整合到重复基因组序列（如微卫星区域和核糖体 DNA 基因）中而广泛传播。尽管这些系统广泛存在，但其靶向限制仍不清楚。

研究人员利用计算流程发现多个新的位点特异性逆转录转座子家族，对成员进行生化和在哺乳动物细胞中的分析，发现此前未描述的插入偏好，并绘制逆转录转座子重新靶向的潜在进化路径。

研究人员鉴定出 R2_Tg，这是一种来自斑胸草雀（Taeniopygia guttata）的 R2 逆转录转座子，它可通过有效载荷工程重新靶向，在新的基因组位点进行靶切割、逆转录和无缝插入异源有效载荷。

研究人员将 R2_Tg与 CRISPR-Cas9 切口酶融合，增强其在新基因组位点的插入效率。通过进一步筛选 R2 直系同源物，研究人员选择了具有天然重编程能力且在其天然 28S 位点插入极少的 R2_Tocc，构建出 SpCas9^H840A–R2_Tocc系统，命名为通过靶向 CRISPR 归巢逆转录元件的位点特异性靶引物插入（site-specific target-primed insertion through targeted CRISPR homing of retroelements，STITCHR）。

STITCHR 能够实现从单个碱基到 12.7 千碱基的无缝、高效编辑，还可进行基因替换，以及使用体外转录或合成 RNA 模板。受真核生物基因组中 nLTR 逆转录转座子普遍存在的启发，预计 STITCHR 将成为在分裂和非分裂细胞中进行无疤痕可编程整合的平台，具有研究和治疗应用价值。