一種名為PRINT的基于RNA的系統(tǒng)可以在人類基因組中創(chuàng)建并引入特定位置的安全且穩(wěn)定的轉基因。僅使用兩種體外轉錄的RNA，即“precise RNA-mediated insertion of transgenes”（PRINT），該系統(tǒng)通過位點特異性引導反轉錄，將轉基因直接合成到基因組的多拷貝安全區(qū)位點。這種基于RNA的策略可以降低有害的免疫反應，防范來自外源DNA的隨機基因組插入，適用于基因療法等用途，而且成本相對較低，生產(chǎn)迅速且可擴展。

研究論文《利用真核反轉座元件蛋白進行轉基因插入人類安全區(qū)位點》“Harnessing eukaryotic retroelement proteins for transgene insertion into human safe-harbor loci”?發(fā)表在《Nature Biotechnology》雜志上。

基于RNA的轉基因技術 一些非長末端重復（non-LTR）的反轉座元件利用RNA模板進行新基因合成，通過目標引導反轉錄（TPRT）將合成的互補DNA（cDNA）直接插入基因組，而不生成易于發(fā)生突變重連的鈍端雙鏈末端。

加州大學伯克利分校的共同主要作者張曉竹和Briana Van Treeck采用一種方法，利用編碼鳥類R2反轉座元件和經(jīng)驗證長度可達4kb的轉基因的RNA。R2蛋白協(xié)調地識別目標位點，在精確的位置切割一個鏈條，并為穩(wěn)定的轉基因插入啟動互補DNA合成。

PRINT專門插入多拷貝的核糖體RNA基因位點（rDNA），該基因由RNA聚合酶（RNAP）轉錄，已用于長期表達轉基因。由于目標序列位于每個基因組中數(shù)百個拷貝中，而在人類細胞中這些拷貝以串聯(lián)陣列形式存在于五對acrocentric染色體的短臂上，細胞功能不會受到幾個rDNA單位被插入元件導致的失活的妨礙。

在對培養(yǎng)的人類原代細胞系使用PRINT時，張和Van Treeck報告說，超過50%的細胞可以獲得幾個2kb的轉基因，其中超過50%是全長的。離靶事件和cDNA合成錯誤非常罕見，每大約10,000bp僅檢測到一個錯誤，與RNA和cDNA合成的預期保真度一致。

盡管上述結果構成了一種基于兩種體外轉錄的RNA的遞補人類基因組的傳遞方法的原理證明，但對于PRINT發(fā)展仍需解決關鍵的知識差距和方向。例如，監(jiān)測和減少對引入RNA的不良細胞反應將是至關重要的，需要在與疾病治療相關的背景下調查長期轉基因存在，以及需要研究和了解PRINT在包括非分裂細胞在內(nèi)的各種細胞類型中的效率。

作者建議，如果PRINT最終發(fā)展成為一種基因治療方法，它將是CRISPR–Cas基于基因破壞、堿基編輯和序列替代的補充，后者使用引導RNA將DNA合成和修復機制帶到內(nèi)源基因位點。

參考文獻：https://www.nature.com/articles/s41587-024-02137-y

編輯：王洪

排版：李麗