旧金山，加州——基因编辑手艺已普遍应用于细胞DNA的修改，使科学家能够在实验室内研究疾病并开发修复致病突变的疗法。然而，古板要领只能一次在一个位置编辑细胞。
现在，格莱斯通研究所的科学家团队开发了一种新手艺，能同时在细胞内多个位置举行准确编辑。他们使用称为重组子的分子，创立了一种可有用修改细菌、酵母和人类细胞DNA的工具。
“我们希望通过开发工具来推动基因组手艺的极限，资助我们深入研究生物与疾病的重大性，”Seth Shipman博士说，他是这项新研究的高级作者，也是副研究员。
突破限制
Shipman是这一新兴且迅速生长的重组子领域的领武士物。重组子是一种来自细菌免疫系统的分子组件，可以爆发大宗DNA。2022年，他的实验室连系重组子与CRISPR-Cas9基因编辑手艺，建设了一种快速高效编辑人类细胞的系统。
在这项新研究中，研究职员希望战胜目今基因编辑要领的局限。
“若是你想在基因组多个不相近的位置举行编辑，以往的通例要领是逐个举行修改，”研究的配合第一作者、Shipman实验室的博士后学者Alejandro González-Delgado博士诠释说。“这是一个重复的历程：首先举行一次编辑，然后使用编辑过的细胞引入另一次编辑，以此类推。”
团队找到了一种要领，可以对重组子举行编码，使其能天生差别的DNA片断。当这些被称为多位点重组子的工具转达到细胞中时，可以同时执行多个编辑。
多位点重组子的另一优势是它们能删除基因组的大片断。
“使用多位点重组子，我们可以举行一连删除，逐步切除并合并目的区域的中心部分，直至整个区域被完全移除，”González-Delgado说。
多种潜在应用
作为研究的一部分，Shipman及其团队展示了新要领在分子纪录和代谢工程方面的连忙应用。
图片信息：SHIPMAN（左）和ALEJANDRO GONZÁLEZ-DELGADO（右）开发了一种更有用的要领，可以同时在多个位置对人体细胞举行准确编辑。
他们之前已证实，重组子可以用来纪录细胞中的分子事务，详细纪录细胞的活动和情形转变。通过多位点重组子，研究职员现在能举行更为敏感的纪录。
“多位点重组子让我们能同时纪录很是微弱和很是强烈的信号，扩大了我们纪录的动态规模，”González-Delgado说。“我们可以设想未来在肠道微生物群中使用此工具，来纪录诸如炎症之类的信号。”
在代谢工程方面，科学家们证实晰多位点重组子可以用来同时编辑代谢路径中的多个基因，迅速增添细胞中目的物质的产量。他们在一种强效抗氧化剂——番茄红素上测试了这一要领，并乐成将其产量提高了三倍。
“为了最先模拟重大的遗传性疾病并最终寻找治疗要领或治愈计划，我们需要同时对细胞举行多种突变，”Shipman说，他照旧加州大学旧金山分校生物工程与治疗科学系的副教授及Chan Zuckerberg Biohub的视察员。“sunbet新要领是朝这个偏向迈出的主要一步。”
杂志：Nature Chemical Biology
DOI：10.1038/s41589-024-01665-7
