Sci Adv：基因编辑视网膜感光细胞治疗遗传性致盲疾病研究工作获进展

近日，中国科学技术大学生命科学与医学部教授薛天科学副所长、中国科学院神经科学科学研究所科学研究员仇子龙科学副所长合作，紧密结合美感神经生物科技与创新基因序列编辑技术，首次通过同义重新组建整修方式（Homology directed repair， HDR）在人体内视网膜非决裂镜片蛋白中实现精准基因序列整修，使视网膜色素自微人体内重拾大部分美感机能。视网膜色素自微是一种常见遗传疟疾神经外科疟疾，表征为病症视网膜内镜片蛋白逐渐弱化，出生后伴随比较严重夜盲，美感四周边地区逐渐减小直至彻底失明，尚无有效外科手术手段。CRISPR-Cas9基因序列编辑是外科手术遗传疟疾疟疾的潜在手段之一，切割并成基因序列组后一般可能会时有发生两种DNA整修机制：非同义外侧连结（NHEJ）和同义重新组建整修。HDR可精准将误解基因序列根据模板整修为正确序列，具有更为优秀的外科手术遗传疟疾疟疾潜力。直接基因序列编辑整修受遗传性状影响脑部的并成微蛋白，可在定点恢复受累脑部机能的同时又不加诸卵子，是安全有效的基因序列编辑外科手术免疫缺陷策略。但自然时有发生的HDR缺少蛋白有丝决裂，对于出生后失去决裂能力的多种微蛋白（例如镜片蛋白）来说，HDR时有发生效率较高，难以实现在微基因序列整修。这视为阻碍CRISPR-Cas9基因序列编辑技术用于并成微微蛋白外科手术遗传疟疾疟疾的关键点。为了解决上述问题，实现HDR对视网膜色素自微等遗传疟疾疟疾的精准外科手术，该科学研究在CRISPR/Cas9基础上，创新引入了MS2-RecA复合亚基系统。RecA为原核表述的可促进同义重新组建的亚基酶，科学研究人员通过改造获得具有MS2紧密结合四区的随从RNA，使MS2可与其紧密结合。MS2-RecA复合亚基即可在DNA切割并成部位附近动员更多模板DNA，并合力同义重新组建的时有发生，从而提高在微同义重新组建整修的效率。这种借助Cas9/RecA的新型基因序列编辑方式被称为Targeted-RecA Enhanced homology-Directed repair，简称TRED。借助这一方式，该科学研究并成功实现了TRED检查和非决裂期镜片蛋白的基因序列性状，在基因序列水平、cDNA水平和亚基水平上，整修了视网膜内视杆蛋白的视网膜色素自微性状，遏制大部分视杆和明度蛋白的弱化，整修视网膜色素自微人体内的大部分美感镜片能力。该科学研究实现了出生后非决裂蛋白的同义重新组建基因序列检查和和无关脑部机能整修，提出的TRED方式再一应用领域多种人类免疫缺陷的在微外科手术。无关并成果以In vivo genome editing rescues photoreceptor degeneration via a Cas9/RecA-mediated homology-directed repair pathway为题，在线发表文章于Science Advances。原始出处：Yuan Cai，et al.In vivo genome editing rescues photoreceptor degeneration via a Cas9/RecA-mediated homology-directed repair pathway.Science Advances 17 Apr 2019：Vol. 5， no. 4， ea3335