基於 Cas9 的工具能夠程式化地誘導 DNA 損傷,用於研究修復結果、基因功能和基因組校正。在人類胚胎中,Cas9 誘導的 DNA 雙鏈斷裂具有基因毒性,會導致頻繁的非整倍體和大片段缺失¹٬²。在此,我們評估了在人類胚胎的 PCSK9 和 HBG 基因位點,由鹼基編輯器引入的切口和錯配的 DNA 修復結果。透過在受精時以蛋白質形式遞送 ABE8e-V106W,成功在所有 PCSK9 等位基因上實現編輯,並支持發育至囊胚期,進而衍生出純合編輯的幹細胞株。儘管未偵測到插入或缺失,但偶爾發生了標靶染色體斷裂和染色體異常。然而,旁觀者和脫靶位點的編輯呈現鑲嵌現象,且以 mRNA 形式引入編輯器會因 guide RNA 無關的脫氨酶活性導致胚胎頻繁停滯。因此,與 Cas9 誘導的 DNA 斷裂不同,鹼基編輯器誘導的損傷能被有效修復。然而,對基因組和發育可能產生不良後果,目前仍不適用於生殖臨床用途。
科學 70
高效率的 PCSK9 鹼基編輯與正常人類胚胎發育
研究人員評估了人類胚胎中鹼基編輯器在 PCSK9 和 HBG 基因位點引入的切口和錯配的 DNA 修復結果。透過將 ABE8e-V106W 蛋白質於受精時遞送,成功在所有 PCSK9 等位基因上進行編輯,並支持胚胎發育至囊胚期,進而衍生出純合編輯的幹細胞株。研究未偵測到插入或缺失,但偶爾發生了標靶染色體斷裂和染色體異常。儘管如此,旁觀者和脫靶位點的編輯呈現鑲嵌現象,且以 mRNA 形式引入編輯器會因 guide RNA 無關的脫氨酶活性導致胚胎頻繁停滯。因此,與 Cas9 誘導的 DNA 斷裂不同,鹼基編輯器誘導的損傷能被有效修復。然而,對基因組和發育可能產生不良後果,目前仍不適用於生殖臨床用途。
值得注意此研究展示了鹼基編輯器在人類胚胎中的潛力與限制,對基因編輯生殖應用具重要啟示。
原文來源: Nature