该研究 通过系统性功能筛选，开发了一种基于 微生物来源 EcRecE 核酸外切酶 的精准基因编辑工具—— Cas9-EcRecE ， 该编辑系统 在哺乳动物细胞中 显著 提 高 长片段 DNA （ 千碱基级 ） 的精准插入效率 。同时，基于 dCas9 ，该研究进一步构建了 无 需依赖 DNA 双链断裂 （DSB） 的安全 基因组编辑工具 —— dCas9-EcRecTE ，为实现安全高效的基因编辑提供新的技术支持 。 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 CRISPR/Cas9 基因编辑 技术 已成为 21 世纪生物医学领域最具突破性的 基因编辑工具， 在基础研究和转化医学方面展现巨大潜力。然而， CRISPR/Cas9 技 术仍面临许多亟须解决的技术挑战。其一，精准且安全编辑挑战。 CRISPR/Cas9 技术依赖基因组 DNA 双链断裂 （ DSB ） 或单链断裂 （ SSB ） 来介导基因 编辑事件发生。断裂的 DNA 极易 诱发非同源末端连接 （ NHEJ） 修复通路 ，进一步 引发潜在的基因组不稳定性和细胞毒性效应。 其二，长片段高效插入挑 战。 现有基因编辑工具大多用于短序列 DNA 片段的插入或编辑 ， ...

研究核心观点 - 研究团队利用基因编辑技术成功去除了唐氏综合征患者细胞中多余的21号染色体并确认细胞特性恢复正常 [1][2] - 该技术目前处于体外细胞实验验证概念的阶段 未来若发展成熟将有助找到唐氏综合征各类并发症的预防和改善方法 [1][2] 研究方法与过程 - 从唐氏综合征患者皮肤中提取成纤维细胞并培育出诱导多功能干细胞(iPS细胞) [2] - 应用染色体工程学培育出3种iPS细胞 分别删除了3条21号染色体的其中一条 [2] - 以全基因组测序结果为基础 提取每条21号染色体特有的供CRISPR/Cas9识别的序列 [2] - 构建可将目标21号染色体从多个点位切割的CRISPR/Cas9系统 [2] 实验结果与有效性 - 使用CRISPR/Cas9系统处理iPS细胞 能以高至37.5%的准确率去除目标21号染色体 [2] - 已去除多余染色体的iPS细胞在基因表达模式、细胞增殖速度及对活性氧的处理能力等方面特性已恢复正常 [2] - 在iPS细胞以外的分化细胞（如成纤维细胞）以及非分裂细胞中 也可用此系统去除染色体 [2] 技术现状与发展方向 - 当前技术还处于体外细胞实验验证概念的阶段 存在一些缺点 [2] - 未来需要研发不依赖切割的更安全的染色体去除技术 [2]