文献分享丨西湖云谷智药团队改进Split-PE实现高效体内基因编辑

Release Time: 2025-01-27

先导编辑器（Prime Editing，PE）是一种基于CRISPR/Cas系统的基因编辑工具。它能够在不造成DNA双链断裂的情况下，实现任意碱基的自由转换、多碱基的精准插入和删除，这有可能纠正大多数已知的人类遗传疾病相关突变。然而，由于编码PE的核酸序列长度超过了单个腺相关病毒（AAV）的装载容量（4.7 kb），需要使用双AAV系统进行递送。即将编码PE的核酸序列分离成两个片段，在通过双AAV递送进体内后再通过反式剪接重新组装成完整的PE行使作用，这一技术称为split-PE。但是，选择什么位点将PE分离成两个片段才能使得split-PE在体内获得高编辑效率，是基因编辑领域一个长期受关注的重要问题。

近日，西湖云谷智药研发团队在Cell Reports在线发表题为“Improved split prime editors enable efficient in vivo genome editing”的论文。

本研究筛选出高效的Split-PE分离位点（Fig. 1A），设计新的PE架构，并通过AAV对PE进行递送，实现高效的体内基因编辑。

具体来说，西湖云谷智药研发团队在体外测试了多个Split-PE分离位点，发现split-PE-1115具有较高的编辑效率（Fig. 1B-C）。此外，通过使用游离的逆转录酶（reverse transcriptase, RT），在靠近Cas9缺口酶（Cas9 nickase, Cas9n）N端的区域筛选分离位点并鉴定出了一个高效的split-PE (split-PE-367)（Fig. 1B, D）。进一步地，通过与多个已有的split-PE进行对比，发现split-PE-1115和split-PE-367在多个基因组位点上均表现出较优的PE编辑效率。

Figure 1 高效split-PE筛选

Figure 2 双AAV介导split-ePE3-367诱导小鼠PCSK9基因突变

综上所述，该研究通过使用游离的RT，扩大了分离位点的筛选窗口并筛选得到了高效的分离位点（split-PE-367）。通过将优化后的split-ePE3-367与AAV结合，成功实现了对小鼠体内目标基因的高效、特异性编辑，证明了双AAV系统递送split-ePE3-367在活体模型中的应用潜力及其对于遗传疾病治疗的潜在价值。

未来，团队将探索更多有效的分离位点以及评估新型PE系统对于不同疾病相关基因编辑的效率和准确性。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.115144

来源：医麦客

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