科学家们开发了新的基因编辑方法来纠正致病的突变

世界上每十七个人中就有一个人患有某种类型的遗传疾病。你或你认识的人:亲戚、朋友或同事,都有可能是全世界约4.5亿受影响者之一。造成这些疾病的突变可以由多种诱变剂引起 – 从阳光照射到细胞中的自发错误。到目前为止,最常见的突变是单基替代,即DNA中的一个碱基(如G)被另一个碱基(如C)所替代。世界上无数的囊性纤维化患者用C代替了G,导致了有缺陷的蛋白质,引起了这种遗传疾病。在另一种情况下,将血红蛋白中的A替换成T会导致镰状细胞贫血。

为了修复这些替换,该团队发明了一种基于CRISPR的基因编辑器,可以精确地将基因组内有缺陷的C改为所需的G。这种C-G碱基编辑器(CGBE)的发明为大约40%的单碱基替换开辟了治疗方案,这些替换与人类疾病有关,如上述的囊性纤维化、心血管疾病、肌肉骨骼疾病和神经系统疾病。

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CGBE基于CRISPR的基因编辑方式

基于CRISPR的基因编辑CGBE,为由单核苷酸突变引起的遗传性疾病开辟了治疗途径。C-to-G碱基编辑器(CGBE)将基因中的C转换为G。这项发明将致病突变纠正为健康版本,使遗传病的治疗成为可能。

CGBE编辑器推进了广泛采用的CRISPR-Cas9技术,以实现对人类基因组的分子手术。CRISPR-Cas9技术通常被用来破坏目标基因,但当需要对特定序列进行精确改变时,它的效率很低。CGBE编辑器通过实现高效和精确的基因变化解决了这一挑战的一个关键方面。

CGBE由三部分组成:

1)一个改良的CRISPR-Cas9将精确定位突变基因,并将整个编辑器集中在该基因上;

2)一个脱氨酶(一种从化合物中去除氨基的酶)将瞄准有缺陷的C,并标记它进行替换;

3)最后,一个蛋白质将启动细胞机制,用一个G替换该有缺陷的C。

GIS的高级研究科学家Chew Wei Leong博士说:”CGBE基因编辑器是一项突破性的发明,它首次将基因中的C直接转换为G,这可能为相当一部分与单核苷酸突变有关的遗传性疾病开辟了治疗途径。”

“病人的安全是至关重要的,”Chew博士强调说。”我们正在努力确保我们的CGBE和CRISPR-Cas模式在疾病模型中既有效又安全,然后我们才能进一步为临床开发这种模式。” 由于他在基因编辑疗法方面的科学努力,他是获得著名的2020年青年科学家奖(YSA)的三位年轻研究人员之一。

GIS执行董事Patrick Tan教授说:”像CGBE这样的新型编辑器正在扩大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和主要编辑器。它们共同实现了精确和高效的DNA工程,用于研究、生物审讯和疾病矫正,从而开创了遗传医学的新时代”。