新一代基因编辑技术成功治愈贫血小鼠

卡耐基梅隆大学（Carnegie Mellon University）和耶鲁大学（Yale University）的科学家成功研发新一代基因编辑技术，能仅仅通过静脉注射，治愈小鼠的遗传性血液疾病。

与最近流行的CRISPR 基因编辑技术不同，该新技术可以用在活体动物中，能显著降低脱靶效应（即非预期的基因突变）。这研究结果上月发表在《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上，通过修正造血干细胞中的致病基因，为地中海贫血和镰刀型贫血等血液遗传病提供全新疗法。

技术突破

该技术以崭新合成技术制造出肽核酸（PNA）分子。卡耐基梅隆化学系教授及PNA 化学专家丹尼斯·李（Danith Ly）说：「我们利用被FDA 批准的奈米颗粒输送PNA 分子和DNA 供体，成功在小鼠中修复致病基因。而CRISPR 基因编辑方法目前还无法达到这个效果。」

CRISPR 等基因编辑技术利用酶在目标位置切开DNA ，然后编辑目标基因。但该技术存在两方面的问题：第一，酶因为体积较大，所以难以直接在活体动物中注射，导致科学家必须从动物中取出细胞，在实验室内编辑细胞的特定基因，然后再把它们放回动物体内；第二，酶切割DNA 的准确度并不高，有可能在非目标位置切开DNA 。

而卡耐基梅隆和耶鲁的新技术则避免了这两个问题。该技术使用生物兼容性奈米颗粒包裹PNA—— 一种骨架类似蛋白质的奈米合成分子，由类似DNA 及RNA 中的碱组成。PNA 可以打开双链DNA，在目标位置附近特异性结合，而不是剪切。另外， PNA 由于体积微细，更可以轻易放进奈米颗粒运送系统，利用这种已获美国FDA 批准的科技到达患处。

基因修改技术依靠的PNA 份子

治愈贫血病

在最新的研究中，李教授及其研究生拉曼·巴哈（Raman Bahal）针对地中海贫血的致病基因设计了一种PNA，加上正常血红素基因的DNA 供体单链以及干细胞因子，透过奈米颗粒运送到小鼠体内。当PNA 结合到DNA 目标位置时，形成PNA-DNA-PNA 结构，留下另一条DNA 单链，这样的结构令DNA 供体能够结合到致病的DNA 位置，启动细胞自身的DNA 修复系统，修正致病基因。

科学家解释，该研究在两方面改进了基因编辑技术：第一是李教授运用的新一代PNA —— gamma PNA，在侧链加上聚乙二醇，令PNA 可溶于水，具有生物兼容性，也就是说不会结合蛋白或其他生物分子。另一方面是发现加入干细胞因子提高基因编辑效率。

李教授感谢DSF 慈善基金会的慷慨资助，「令他能自由地发明创造，追求深远的科学问题，比如开发分子疗法，期待某一天能治愈遗传病。」