综述:优化同源重组修复基因编辑:单链DNA供体的潜力

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:TRENDS IN Genetics 13.6

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  推荐:本综述系统解析了CRISPR基因编辑中同源重组修复(HDR)的核心机制,重点探讨单链DNA(ssDNA)供体在提升HDR效率中的创新应用,并提出通过调控细胞周期、抑制非同源末端连接(NHEJ)及优化供体递送策略的综合方案,为精准基因治疗提供理论支撑。

  

优化同源重组修复(HDR)是提升CRISPR基因编辑精准性的关键路径。HDR依赖双链断裂(DSB)后通过供体模板实现精确修复,但其效率长期受限于竞争性修复通路——非同源末端连接(NHEJ)。研究表明,通过时空特异性调控Cas9活性(如限制于S/G2期)、抑制NHEJ通路关键因子(如Ku70/80复合物),以及优化单链DNA(ssDNA)供体设计(如化学修饰、环化结构),可显著提升HDR效率。其中,ssDNA供体因其低免疫原性和高递送灵活性成为研究热点,其递送策略包括与Cas9核糖核蛋白(RNP)复合体共价偶联、内源性蛋白介导招募及化学修饰增强稳定性。联合应用这些策略可突破HDR效率瓶颈,推动实验室研究与临床转化。例如,在遗传病治疗中,HDR介导的致病基因修正已展现潜力,但需进一步解决脱靶效应和递送系统兼容性问题。未来方向包括开发智能响应型供体载体、解析HDR分子机制,以及建立标准化效率评估体系。该领域进展将为精准医学提供革新性工具,重塑基因治疗格局。

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