OpenABE基因编辑器在核DNA和线粒体DNA编辑中提高效率

OpenABE基因编辑器在核DNA和线粒体DNA编辑中提高效率

News Medical 7月30日报道,成均馆大学医学院Daesik Kim教授、蔚山大学医学院Yong-Sub Kim教授和成均馆大学医学院Jae-Hyun Park教授等团队宣布开发OpenABE,即开放腺嘌呤碱基编辑器。相关研究发表在Nucleic Acids Research,核心内容是利用结构引导蛋白工程改造AI生成的下一代碱基编辑器,使其编辑效率较既有AI设计模型提高最高36倍。

腺嘌呤碱基编辑器是一类可在DNA序列中把腺嘌呤转换为鸟嘌呤的基因编辑工具。报道介绍,近年来人工智能可快速设计自然界中不存在的新型编辑器,但早期AI模型存在编辑效率偏低、脱靶和旁观者效应较多等问题,即目标位点以外的遗传字母也可能被改变,限制其进入临床应用前的安全性评估。

研究团队借助AlphaFold预测,对碱基编辑器三维结构进行分析,寻找有助于编辑器稳定抓住目标DNA的关键区域。随后团队在这些区域引入定制突变,并接入来自高性能传统碱基编辑器的尾部结构,形成OpenABE 1.1和OpenABE 1.2。报道称,两种编辑器的编辑能力较现有AI设计编辑器增强16至36倍,性能接近实验室常用的ABE8e。

除效率提升外,团队还报告OpenABE降低了目标基因周围的脱靶效应,更接近只改正预定基因的目标。研究还显示,该编辑器不仅可用于细胞核内DNA,也可用于线粒体DNA。线粒体负责细胞能量生成,因结构特殊而更难编辑,因此这一结果被视为技术层面的重要扩展。

在递送方面,研究人员把基因编辑器封装进工程化病毒样颗粒,用于细胞递送,并实现对一个或两个需要处理的目标基因进行选择性编辑。报道还提到,同一团队近期展示过OpenCRISPR-1在降低脱靶突变方面的潜力,但当前OpenABE研究重点仍是腺嘌呤碱基编辑的结构优化。

需要说明的是,这是一项基因编辑工具开发和实验研究,并非遗传病治疗已经获批或已在患者中证明有效。编辑效率、递送方式、脱靶风险、免疫反应和长期安全性仍需要更多细胞、动物和临床前研究验证。其医学意义主要在于为核DNA和线粒体DNA相关遗传病的未来治疗平台提供技术基础。

原文链接:http://www.news-medical.net/news/20260730/New-OpenABE-gene-editor-improves-editing-efficiency-by-up-to-36-times.aspx

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