Nat Commun：新型基因书写技术或有望帮助开发更有效且安全的疾病疗法

尽管存在针对小等位基因基因组编辑的技术，但目前科学家们仍然缺少强大的技术来对哺乳动物基因组中的大型DNA片段进行靶向性整合。近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Find and cut-and-transfer (FiCAT) mammalian genome engineering”的研究报告中，来自西班牙庞培法布拉大学等机构的科学家们通过研究开发了一种能查找、切割和转移的新型技术（FiCAT technology，即find， cut和transfer technology）其或有望作为基因编写的最先进的工具，来帮助开发更为安全和有效的手段，治疗可选择疗法不多的遗传性疾病患者和肿瘤疾病患者。

新型基因书写技术或有望帮助开发更有效且安全的疾病疗法。

图片来源：Pallarès-Masmitjà, M.,et al. Nat Commun 12, 7071 (2021).doi：10.1038/s41467-021-27183-x

研究者表示，FiCAT技术是一项非常重要的科学突破，其或有望克服目前用于基因组编辑和基因疗法技术的限制。随着新型基因编辑工具的不断开发，人类基因组工程在过去几十年里取得了重大的研究进展，但仍然存在一定的技术差距，其可以在几乎没有任何尺寸限制的情况下有效转移治疗性的基因。

这篇研究报告中，研究人员开发了一种高效和精确的可编程基因书写技术，该技术基于将可修饰的的蛋白质CRISPR-cas和“小猪”Bac转座酶（PB）的组合插入到小型和大型的片段中，CRISPR在对小片段进行编辑时就能凸显出其精准性，然而，转座酶则能帮助插入较大的片段，但却是以一种不受控制的方式进行的，这样研究人员就结合了每一种技术的有点。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27183-x

通过这种方式，FiCAT技术就能帮助研究人员将大片段的DNA精准地插入到基因组中，这意味着我们有望开发出新型治疗性措施来治疗目前无法治疗的疾病，比如杜兴氏肌肉萎缩症或一些遗传性的失明，在这些疾病中受影响的基因往往尺寸较大。研究人员在小鼠和人类细胞系中测试了该技术，实现了5%-22%的最小脱靶插入率，同时在小鼠肝脏和小鼠模型的生殖细胞中证明了这种靶向基因的转移，最后他们对FiCAT技术进行了定向进化研究，结果发现，其能将效率进一步提高至25%-30%。研究者表示，他们一直在逐步修饰酶类以便能获得他们所寻找的功能，从而选择出能表现出更好功能的酶类，本文研究或许就是一个非常明显的例子，其揭示了在基因编辑的背景下酶工程研究或许拥有巨大的潜力。

综上，本文研究结果表明，研究人员开发出了一种能在哺乳动物基因组中精确且有效靶向性插入多个kbDNA片段的新方法。

原始出处：

Pallarès-Masmitjà, M., Ivančić, D., Mir-Pedrol, J. et al. Find and cut-and-transfer (FiCAT) mammalian genome engineering. Nat Commun 12, 7071 (2021).doi：10.1038/s41467-021-27183-x