Nature子刊：伊成器课题组开发升级版不依赖CRISPR的RNA编辑技术

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Nature子刊：伊成器课题组开发升级版不依赖CRISPR的RNA编辑技术% ~% C2 `  o% K3 A& D5 z
来源：生物世界 2024-03-08 09:359 Q1 E% u1 _! w" I) {
近同源tRNA的过表达显著提高了RESTART系统的编辑效率及无义突变修复精准度，提升了RESTART系统在疾病治疗中的应用潜力。! {0 X5 @$ L0 |! f" i7 k7 c
北京大学伊成器课题组在 Nature Biotechnology 期刊发表了题为：Near-cognate tRNAs increase the efficiency and precision of pseudouridine-mediated readthrough of premature termination codons 研究论文。$ k0 V- s9 w' g8 X  y) K
该研究发现，通过过表达近同源tRNA（near-cognate tRNA），能够影响假尿苷（Ψ）化PTC的翻译过程，显著提高RESTART系统的通读效率及无义突变的修复精准性。
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) a, ^7 B  T( f( p4 X9 Z5 t2022年12月，伊成器课题组在 Molecular Cell 期刊发表了题为：CRISPR-free, programmable RNA pseudouridylation to suppress premature termination codons 的研究论文【2】。
$ d; J4 Y$ |7 f% X该研究首次报道了名为RESTART（RNA Editing to Specific Transcripts for Pseudouridine-mediAted PTC-Read Through）的新型RNA单碱基编辑技术。# ^8 f7 |' o0 B5 n; \1 h  K- @
该技术利用改造的guide snoRNA，招募细胞内源的假尿苷合成酶复合物，在RNA特定位点处实现高效、准确地尿苷（U）到假尿苷（Ψ）的编辑。在mRNA的无义突变位点精准引入假尿苷修饰，将提前终止密码子转换成ΨAA、ΨAG或ΨGA，以实现提前终止密码子（PTC）的通读及功能蛋白的全长表达。, c& j4 b& ^, U: g" }- Y6 h  {
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RESTART技术最近刚刚被 Molecular Cell 杂志评为2023年度最佳技术之一。' y0 F- ?' M, ?# P7 t
在这项最新研究中，伊成器课题组对RESTART技术进行了重要升级，他们在筛选PTC位点的所有近同源tRNA后，将提升效果最佳的近同源tRNA与现有编辑效率最高的RESTART v2系统（gsnoRNA+DKC1 iso3）组合，发展了RESTART v3系统，实现了平均~5倍的PTC通读效率提升。7 K$ m& X! F4 F
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RESTART v3技术示意图
4 H; a+ x, s) c2 u6 j. tRESTART v3系统在囊性纤维化（Cystic Fibrosis）和粘多糖症（Hurler Syndrome）的疾病细胞模型中有效地实现了无义突变的功能修复，且脱靶Ψ编辑不会引起RNA编码信息及基因表达水平的变化，tRNA的过表达也不影响细胞整体tRNA表达水平。
6 L6 e* s, Z3 k/ r. X综上所述，近同源tRNA的过表达显著提高了RESTART系统的编辑效率及无义突变修复精准度，提升了RESTART系统在疾病治疗中的应用潜力。利用近同源tRNA与PTC中Ψ的碱基配对特性，RESTART v3系统从mRNA层面上有效地拓展了RNA单碱基编辑类型，并且避免了脱靶修饰导致的遗传信息改变，为新型RNA碱基编辑器的发展提供了新的策略与方向。5 s/ [$ @" W! ~
北京大学生命科学学院、核糖核酸北京研究中心伊成器教授为该论文的通讯作者，课题组博士研究生罗楠、博士后黄强、博士董利婷（已毕业）为论文共同第一作者。该工作得到北京市教委、科委、农业部和国家自然科学基金委等的资助。
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