科学家在两项独立研究中描述了一种新的基因组编辑技术，能在用户指定的基因组位点插入、倒位或删除长DNA序列，实现这些基本DNA重排的单步法或提供一种更简易的基因组编辑方法。该方法或比现有技术更有优势，例如有望比现有技术进行更精准、有效的大规模基因组编辑，以及能介导重组而非造成需要修复的断裂。相关研究近日发表于《自然》。

用于重排基因组中长DNA序列的可编程系统或成为基因组设计领域的一个有用工具。大规模基因组重排通常由重组酶（催化DNA断裂和重组）或转座酶（将DNA片段从一个位置移动到另一位置）这类酶来完成。如果这些酶可通过编程靶向特定位点，就可能成为有效的基因组编辑工具。

美国Arc研究所的Patrick Hsu和同事在一项研究中描述了一种将可编程重组酶用于基因编辑的技术。这些重组酶由RNA引导，RNA则作为引导重组酶靶向位点和促进预选编辑的“桥”。这个RNA桥含有一个指定供体DNA序列的区域以及另一个指定基因组插入位点的区域。这两个区域都能通过独立重编程识别并结合不同的DNA序列或插入位点，并对不同类型的DNA重排使用一种通用机制。这个桥RNA比使用常规重组酶的现有基因编辑技术更易修饰，现有基因编辑技术需利用更复杂的蛋白质-DNA结合位点。

日本东京大学的西增弘志和合作者在另一项研究中则用冷冻电镜解析了这种重组酶的结构，对其作用机制进行了详细概述。鉴于这项研究演示了对细菌的基因组编辑，仍需进一步评估该技术在不同物种和细胞类型中的可行性和安全性，包括哺乳动物细胞。

美国麻省总医院的Connor Tou和Benjamin Kleinstiver在同期发表的观点文章中认为，这一技术“是大规模基因组修饰领域的一次令人欣喜的进步，今后有着许多值得探索的应用”。

 Arc研究所的科学家Patrick Hsu, Nick Perry和Matt Durrant。图片来自：Visual Science

 可重组桥RNA。图片来自：Visual Science

 桥重组酶实现下一代基因组设计。图片来自：Visual Science

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07552-4

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07570-2