DNA碱基编辑：基因编辑工具“升级版”

哈佛大学14日宣布，将向束治疗公司授予全球专利许可，以开发和商业化一套革命性的可用于治疗人类疾病的基于DNA的编辑技术。

英国电信在同一天宣布，在由F-Prime Capital和ARCH Venture Capital牵头的第一轮融资中，它已筹集到8700万美元。BT公司是由基因编辑技术的领军人物刘如谦、、杨基共同创建的。

哈佛大学技术发展办公室商业发展主任维维安·博林(Vivian Bolin)表示:“基础编辑为解决一大类基因疾病提供了一个强大的平台，而其他基因组编辑方法无法解决这些问题。”

记者了解到，该授权技术平台包括基础编辑和与增强基础编辑目标范围相关的技术，这为利用基因编辑技术治疗一系列人类遗传疾病打开了大门。

CRISPR基因编辑器:人工制品，但也是短板

在人类基因组中，众所周知，数以万计的碱基序列变异会导致疾病。大多数与疾病相关的人类DNA突变由位点突变组成，或者基因组中的一个碱基对被另一个碱基对取代。这种变异已在各种遗传疾病的研究中得到证实，如神经退行性疾病、代谢性疾病、血液疾病、视力或听力损失。

使用CRISPR平台结合Cas9和Cpf1酶的基因组编辑技术显示出通过插入或删除多个核苷酸来调节基因的巨大希望，但是该技术难以清除和有效校正单个核苷酸。

现有的基因组编辑方法使用CRISPR作为分子剪刀进行双链断裂，然后依靠引入的DNA模板进行指导和纠正，试图纠正点突变。

然而，细胞中的双链断裂会引发断裂末端重新连接的过程，并导致随机插入和缺失的负面影响。

因此，点突变的准确校正通常必须与这些不良副产物竞争。此外，使用CRISPR/Cas9的精确校正通常依赖于细胞成分，这些成分在不活跃的分裂细胞(即人体的大多数细胞)中缺失。

基础编辑技术:点对点精确拍摄

多功能基础编辑技术平台是由哈佛大学化学与化学生物学教授刘如谦发明的。基本编辑技术不是为了准确地纠正特定基因中的致病突变，而是为了切割更多会破坏基因或造成基因突变的目标。刘如谦的团队开发的可编程分子机器可以进入选定细胞基因组DNA中的目标位点，直接将一个碱基转化为另一个碱基，而不会造成双链断裂。

这种技术使用一种含有修饰过的Cas9的工程多组分蛋白质来解开DNA螺旋的目标部分，并为在单个碱基上的操作打开一个小窗口，而不会导致DNA的双链断裂。然后，碱基编辑直接将目标基因从突变形式转化为校正形式，并且在某些情况下，需要添加蛋白质成分以防止细胞取消校正。

与此同时，修饰的Cas9切割未修饰的DNA链，促使细胞用能补充修饰碱基的碱基修复第二条链。结果是，双交换将永久地将整个碱基对(例如，A. T)改变为不同的碱基对(例如，C)。

在过去的一年半时间里，刘如谦的团队大大扩展了基础编辑技术的范围。扩大目标范围、提高目标DNA的特异性和创建新的碱基编辑器将对遗传病的治疗产生重大影响。

最终目标:从根本上改变医学

刘若谦说:“最终目标是，在一个未经修饰的生物体中，无论是人、植物还是动物，都可以随机、干净、高效地将DNA碱基转换成另一个DNA碱基。”

博林说:“我们的目标是将这一创新技术发展成为人类疾病最广泛和革命性的治疗方法。授权初创公司进行商业开发可以确保迅速调动资源，充分开发和利用这一领域的新技术。”

英国电信公司首席执行官约翰·埃文斯指出，基地编辑技术可以高效率、前所未有的控制完成单个基地的修改。英国电信将把碱基编辑的关键技术融合在一起，以产生广泛的精确基因药物管道，修复致病位点的突变，编写保护性遗传变异，或调节致病基因的表达或功能，并最终使用碱基编辑作为人类疾病的治疗选择。

哈佛大学高级助理院长兼首席技术发展官艾萨克·科尔伯格说:“基因组编辑和基础编辑技术充分反映了哈佛大学研究人员对生物医学创新的持续和重要贡献，以及这一进步为经济发展和社会效益创造的机会。这个机会不仅集中在疾病的治疗上，而且可能从根本上改变医学实践。"

(《科学技术日报》，纽约，5月14日)