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記者9日從中國科學院動物研究所獲悉，該所李偉研究員與周琪研究員團隊開發的逆轉座子基因工程新技術，首次實現以RNA為媒介的基因精準寫入，有望為遺傳病、腫瘤等疾病帶來更高效、更安全、更低成本的全新治療方式，為新一代創新基因療法的發展提供了基礎。相關研究成果在線發表于《細胞》雜志。
基因工程技術是現代生物技術發展的前沿，有著廣泛的應用。以CRISPR基因編輯技術為代表的技術進步已經基本實現了單堿基和短序列尺度的精準編輯。“然而，如何針對應用場景的需求，實現大片段基因尺度的DNA在基因組的高效精準整合，仍然是整個基因工程領域亟須突破的難題。”論文共同通訊作者李偉說。
針對這一重大技術挑戰，多種基因寫入技術已被開發，但是這些技術大多以DNA為媒介。在實際醫學應用中，DNA媒介面臨免疫原性高、在體遞送困難、在基因組中具有隨機整合風險等諸多挑戰。相比之下，RNA媒介具有更低的免疫原性、可被非病毒載體有效遞送、在細胞內迅速降解，無隨機整合風險等特點，能有效應對DNA媒介所面臨的挑戰。“因此，以RNA為媒介的大片段精準寫入技術，在安全性、可遞送性方面都具有顯著的優勢。”李偉說。
此次，基于自然界存在的R2逆轉座系統，科研人員結合基因組數據挖掘和大分子工程改造等手段，開發了以RNA為媒介進行大片段基因精準寫入的R2逆轉座子工具。該工具能夠在多種哺乳動物細胞中實現大片段基因高效精準整合，成功實現了以RNA為媒介的功能基因在多種哺乳動物基因組的精準寫入。
值得注意的是，該逆轉座子基因工程新技術目前還無法實現在不同基因組位點的可編程寫入，且在人原代細胞中的基因寫入效率較低，因此未來需要進一步發展和優化。