改进的CRISPR一次设计超过10亿个电池

根据《自然生物技术》杂志最近发表的论文，CRISPR-Cas9基因编辑系统的新改进使得设计大量细胞进行治疗变得更加容易。Gladstone Institute和美国加州大学旧金山分校开发的新方法可以有效地将极长的DNA序列引入细胞基因组中的精确位置，而不需要传统的病毒传递系统。这一成果为下一代安全有效的细胞疗法迈出了一大步。

格莱斯顿研究所(Gladstone Institute)最近证明，新方法可以在一次手术中设计超过10亿个细胞，这远远高于治疗单个患者所需的细胞数量。

此前已知DNA可以是单链也可以是双链，Cas9附着在双链DNA上。发现高水平的双链DNA模板会对细胞造成毒性，所以这种方法只能用于少量的模板DNA，效率较低。

然而，即使在相对较高的浓度下，单链DNA对细胞的毒性也较小。鉴于此，研究小组开发了一种将修饰后的Cas9酶与单链模板DNA连接的方法，即在末端添加一个短的双链DNA突出端。

与旧的双链方法相比，单链模板DNA可以将基因编辑的效率提高一倍以上。该分子的双链末端允许研究人员使用Cas9来增强非病毒载体向细胞的传递。

现在，研究人员可以使用新的DNA模板为多发性骨髓瘤生成超过10亿个CAR-T细胞。CAR-T细胞是经过基因改造的免疫T细胞，可以有效对抗特定细胞或癌症。有了新的单链Cas9靶向模板，大约一半的T细胞获得了新的基因，从而转化为CAR-T细胞。

此外，研究还表明，新方法首次可以完全替代与罕见遗传免疫疾病相关的两个基因——IL2RA和CTLA4。这种“一刀切”的方法可以治疗许多这些基因有不同突变的患者，而不必为每个患者的突变生成个性化的模板。通过这种基因工程方法处理的细胞中，近90%获得了健康版本的基因。

锋利的工具能做好工作。作为生命科学领域的重要研究工具，基因编辑系统一直在不断发展和升级。早些年，锌指酶是一种流行的基因编辑工具。如今在生命科学界提起基因编辑，几乎没有人知道CRISPR系统的名字。CRISPR系统凭借其方便易用的优势，在遗传病治疗、药物研发、种子培育等子领域贡献了许多以前难以想象的研究成果。与此同时，CRISPR系统本身的改进研究也屡见报端。得益于此，科学家手中的基因编辑剪刀正变得更加精准、高效和强大。