Charles P. Emerson Jr., PhD和Scot A. Wolfe, PhD

“我们不需要添加任何纠正性的遗传物质，相反，细胞将DNA缝合在一起，减去重复，这是基因矫正的捷径，具有潜在的治疗吸引力，”麻省大学医学院教授Scot A. Wolfe说。他们利用CRISPR/Cas9和一种很少使用的DNA修复途径来编辑和修复与微复制（microduplications）相关的特定基因突变，本质上，这种可编程的基因编辑方法克服了之前的基因校正效率低下的问题。

微复制是染色体上的变化，染色体上的小片段DNA被复制或复印。在某些基因中，这些重复可以导致所谓的“移码突变”，即添加的核苷酸数量不能被3整除。这会改变基因转化为有功能的蛋白质。由微复制引起的疾病多达143种，包括肌营养不良、Hermansky-Pudlak综合征和Tay-Sachs病等。

Wolfe博士是这篇Nature的联合研究员，他是CRISPR/Cas9和其他基于可编程核酸酶基因编辑方法研究的专家。

目前，大多数技术都需要在缺陷基因处产生DNA链断裂，并引入纠正性基因材料。新序列通过一种被称为同源定向修复途径的天然DNA修复机制被插入断裂处。虽有临床应用潜力，但其校正效率低下，而且还存在其他技术挑战。

Wolfe与麻省大学医学院肌营养不良中心主任、骨骼肌发育和肌营养不良专家Charles P. Emerson Jr教授相信有一种更直接的方法来纠正由微复制引起的疾病。他们认为，如果微同源介导的末端连接（MMEJ）途径（而非同源定向修复途径）能被有效的利用，它将可以去除重复序列恢复基因原本的功能序列。与其他细胞修复机制相比，MMEJ通路比较罕见，效率更低，通常导致断裂两侧缺失，据一些人估计只执行小于10%的DNA修复。

Emerson博士具备一个良好的模型可以评估该方法的实际效果——TCAP基因微复制引起的2G型肢带肌肉营养不良（LGMD2G）。Emerson和Wolfe实验室利用LGMD2G患者的多能干细胞和SpCas9核酸酶靶向TCAP基因微复制中心附近的一处DNA断裂。正如他们所预期的那样，MMEJ可以删除一个微复制拷贝，有效地将DNA重新缝合了在一起，省去了突变就可以产生正常的TCAP蛋白。

“TCAP基因的微复制基因编辑的简单性和效率都是令人惊喜的，LGMD2G目前是无法治疗的，它为这种疾病提供了一个独特的机会，我们立即就可以展开进一步研究，”Emerson说。

其他疾病呢？他们与儿科副教授Christian Mueller博士合作，又证明了MMEJ核酸酶基因编辑也具备潜力治疗其他微复制引起的疾病，如1型Hermanksy-Pudlak综合征相关的HPS1基因。随后，神经学助理教授Oliver King博士开发了一个计算工具来搜索人类基因组数据库，显著地识别了143种疾病相关的微复制。这些微复制都可以使用他们的Cas9-MMEJ方法进行治疗。

从这里出发，我们相信，基于MMEJ的治疗策略的简单性、可靠性和有效性也许能为更多目前无法治疗的疾病开发基于核酸酶的基因矫正疗法。

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原文检索：Precise therapeutic gene correction by a simple nuclease-induced double-stranded break

（生物通：伍松）