摘要：PNP編輯作為一種通用的可編程工具出現(xiàn)，用于特定位點(diǎn)的DNA操作。
一項(xiàng)創(chuàng)新的基因組編輯技術(shù)可以增強(qiáng)基因修飾治療工具的傳遞、特異性和靶向性。
kaust開發(fā)的方法結(jié)合了兩種分子技術(shù):一種合成的dna樣分子家族，稱為肽核酸(PNAs)，以及一類稱為原核Argonautes (pAgos)的dna切割酶。
圖1 一項(xiàng)創(chuàng)新的基因組編輯技術(shù)用于特定位點(diǎn)的DNA操作
PNAs首先解壓縮并滑入DNA螺旋。pAgos在遺傳物質(zhì)短片段的引導(dǎo)下，在特定的目標(biāo)序列上結(jié)合松散的螺旋，并切割每一條相反的DNA鏈。
通過將這兩種成分配對(duì)，研究人員實(shí)現(xiàn)了一種稱為pna輔助pAgo編輯或PNP編輯的新方法，該方法在基因組的精確位置引入了靶向斷裂。
在許多方面，這種方法與其他基因編輯平臺(tái)相似。然而，與CRISPR等更成熟的方法相比，PNP編輯具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
原則上，它應(yīng)該在基因組中的更多位置起作用，準(zhǔn)確地在雙鏈DNA中產(chǎn)生斷裂，減少可能造成安全風(fēng)險(xiǎn)的脫靶活動(dòng)的機(jī)會(huì)。
此外，部件的小尺寸應(yīng)該有助于將基因編輯工具包裝和運(yùn)送到目標(biāo)組織，甚至進(jìn)入亞細(xì)胞區(qū)室，如線粒體，細(xì)胞的動(dòng)力工廠和其他細(xì)胞器。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的KAUST生物工程師Magdy Mahfouz說:“我們建立的技術(shù)顯著提高了可用于基因編輯的可編程雙鏈斷裂的效率和活性。"
圖2 機(jī)理模式圖
通過詳盡的實(shí)驗(yàn)，Mahfouz和他的同事評(píng)估了修飾PNAs、pAgo蛋白、引導(dǎo)分子、靶序列、實(shí)驗(yàn)條件等的不同組合。這些努力最終證明了PNP編輯為跨所有形式的DNA材料的特定位點(diǎn)基因操作提供了一個(gè)靈活和可編程的平臺(tái)。
然而，在PNP編輯可以用于臨床應(yīng)用之前，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。Mahfouz實(shí)驗(yàn)室的博士生、該研究報(bào)告的第一作者Tin Marsic說:“我們需要優(yōu)化遞送，并在細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物疾病模型中展示強(qiáng)大的體內(nèi)活性。"
與基于crispr的方法直接評(píng)估PNP編輯的性能也很重要。但迄今為止積累的數(shù)據(jù)確實(shí)“表明我們的概念是通用的，"馬西奇說。
通過將PNAs的靶向鏈入侵與pAgos的精確切片活性結(jié)合起來，PNP編輯在許多領(lǐng)域都有前景，包括精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和基礎(chǔ)科學(xué)研究。
[1] Programmable site-specific DNA double-strand breaks via PNA-assisted prokaryotic Argonautes
