新型基因写入技术使所有RNA介导的靶向基因能够整合到人类细胞中

在最近发表在《细胞》杂志上的一项研究中，中国科学院动物研究所的李伟和周琦领导的一个研究小组开发了一种基于逆转录转座子的创新基因书写技术。这一成就使所有RNA介导的靶向基因能够整合到人类细胞中

高效和精确地整合基因大小的DNA仍然是基因组工程中的一大挑战。目前的技术主要依赖于DNA模板作为基因整合的供体。然而，DNA供体在实际生物医学应用中面临着许多挑战，如高免疫原性、体内递送困难以及随机整合到基因组中的风险

另一方面，与外源DNA供体相比，RNA供体的免疫原性较低，外源DNA供体可以使用非病毒载体有效递送，并且在细胞中迅速降解，没有随机整合的风险，从而解决了与DNA供体相关的许多挑战。然而，目前很少有技术可以使用RNA供体在人类细胞中实现靶向基因大小的DNA整合

R2逆转录转座子是使用RNA中间体特异性整合到宿主28S rDNA基因组位点的移动元件。人类基因组中存在219个该位点的拷贝，它们远离蛋白质编码基因，使其成为适合基因整合的“安全港”。尽管它在20世纪80年代被发现，但它将大片段基因整合到人类细胞中的潜在用途尚未得到充分探索

在这项研究中，通过系统分析和筛选，研究人员发现禽类基因组衍生的R2Tg系统在人类细胞中具有活性，尽管效率较低。使用几种工程方法，研究人员创建了R2Tg的优化版本，en-R2Tg

en-R2Tg基因写入工具由临床使用的非病毒载体脂质纳米粒（LNP）递送，可在人类肝细胞中实现25%的基因整合效率，并在小鼠胚胎中实现60%以上的位点特异性基因整合效率

此外，en-R2Tg系统在28S rDNA安全港位点表现出高度的基因整合特异性。这有助于将逆转录病毒等技术产生的随机基因整合引起的诱变风险降至最低

总之，本研究开发了一种基于天然存在的R2逆转录转座子的全RNA介导、高效和精确的基因写入技术

“这项技术为新型基因治疗的发展打开了一扇大门。当涉及到与疾病相关的基因时，可能会有许多不同的突变导致同一种疾病。我们的技术提供了一种更通用的方法，无论突变类型如何，我们都可以将正常基因直接整合到基因组中以恢复功能，”该研究的通讯作者李伟说

＜p＞李说：“我们甚至可以使用LNP来提供我们的基因写入工具，并直接在我们的体内创建CAR-T细胞来治疗癌症。这可以使整个过程像接种疫苗一样简单。我们对这项新技术在未来的进一步发展和应用潜力感到兴奋。”