增强型“基因魔剪”能在体内高效递送和编辑
科技日报北京4月14日电 （记者刘霞）美国得克萨斯大学奥斯汀分校科学家鉴定出一种天然存在的酶——Al3Cas12f。分析结果显示，该酶体积足够小巧，可搭载于腺相关病毒载体（目前基因编辑疗法的主流递送工具）之中，顺利送入人体内。在此基础上，团队设计出一款增强型CRISPR基因编辑系统，不仅能实现体内靶向递送，还能以高达90%的效率精准编辑人体细胞。相关论文发表于最新一期《自然·结构与分子生物学》杂志。
研究示意图。图片来源：《自然·结构与分子生物学》杂志对CRISPR技术应用而言，此前常用的基因编辑蛋白体积偏大，难以搭载靶向递送系统，临床应用因而多局限于体外操作细胞，如血液与骨髓等。如今，这一困局有望被彻底改写。
团队借助成像与机器学习工具，对Al3Cas12f酶的结构进行了细致解析。他们发现，与其他大小相近的酶相比，Al3Cas12f能够形成更稳定、连接更紧密的复合体，使其在人类细胞中运作更加高效。此外，与其他研究对象相比，Al3Cas12f基本处于预组装状态，片段生成后不久即可投入使用。不过，该系统在编辑哺乳动物细胞方面的效率此前尚显不足。
为此，团队进一步设计出该酶的多种变体。其中，一款名为Al3Cas12f RKK的变体脱颖而出，在测试靶点上显著提升了编辑效率，由原先不足10%跃升至80%以上。尤其值得一提的是，在基因组一处常见编辑区域，其效率更是高达90%。这表明，这款经工程化改造的紧凑型编辑器显著拓展了低剂量、腺相关病毒兼容的治疗性基因组编辑可行性，为设计更具治疗潜力的紧凑型基因组编辑器提供了崭新框架。
团队计划对包装于腺相关病毒载体中的酶性能展开测试。美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所代理所长艾瑞克·布朗博士评价道，基因编辑系统的智能递送是一个具有广泛临床意义的构想，最新发现向着这一目标迈出了至关重要的一步。
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