SpuFz1基因編輯平臺(tái)的工程化與應(yīng)用。 院方供圖

近日，復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院黃錦海/周行濤教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》（Cell）子刊《分子細(xì)胞》（Molecular Cell）發(fā)表“Engineered hypercompact Fanzor-ωRNA system with enhanced genome editing activity”（增強(qiáng)基因編輯活性的工程化超緊湊Fanzor-ωRNA系統(tǒng)）。

10月11日，澎湃新聞?dòng)浾邚膹?fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院獲悉，上述研究以真核來(lái)源、體積極小的“迷你剪刀”為核心，通過(guò)蛋白與ωRNA協(xié)同工程化改造，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中編輯效率成倍提升；在眼部，首創(chuàng)在不產(chǎn)生雙鏈斷裂情況下搭建A→G/C→T雙向堿基編輯平臺(tái)，單AAV一針遞送即可獲得清晰在體編輯信號(hào)。

Cas9/Cas12因體積大難被單AAV裝載。Fanzor作為真核生物中的RNA引導(dǎo)DNA內(nèi)切酶，因尺寸小，被視為突破體內(nèi)遞送瓶頸的潛在“利器”，但其長(zhǎng)期受困于哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的編輯活性與穩(wěn)定性不足。

為攻克這一痛點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)采用“蛋白—ωRNA雙輪驅(qū)動(dòng)”策略：對(duì)RuvC等關(guān)鍵酶活性結(jié)構(gòu)域進(jìn)行組合優(yōu)化，重構(gòu)ωRNA骨架莖環(huán)與配對(duì)區(qū)，實(shí)現(xiàn)蛋白與RNA改造的協(xié)同增效，大幅提升整體活性。系統(tǒng)評(píng)估表明，SpuFz1 V4在多個(gè)人類(lèi)內(nèi)源位點(diǎn)編輯效率顯著提升，展現(xiàn)出真核來(lái)源RNA引導(dǎo)核酸酶中罕見(jiàn)的高活性與良好兼容性。

新系統(tǒng)體內(nèi)遞送表現(xiàn)出色，用AAV單載體導(dǎo)入小鼠視網(wǎng)膜，在Ai9報(bào)告小鼠模型中觀察到清晰熒光信號(hào)，在內(nèi)源位點(diǎn)檢測(cè)到穩(wěn)定編輯信號(hào)，驗(yàn)證其在眼部及復(fù)雜神經(jīng)組織中的有效性與可操作性。超緊湊編輯工具與小體積載體高度契合，推動(dòng)“單AAV精準(zhǔn)體內(nèi)編輯”走向現(xiàn)實(shí)。

周行濤教授表示，基因編輯邁向在體應(yīng)用階段，新一代超緊湊編輯系統(tǒng)深度融合分子工程與遞送策略，顯著提升可達(dá)性與可拓展性，加速基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。針對(duì)角膜新生血管疾病、遺傳性視網(wǎng)膜變性等重大眼病，該創(chuàng)新技術(shù)為未來(lái)“一針式”精準(zhǔn)干預(yù)提供助力，帶來(lái)更可靠、可復(fù)制且高效的治療，應(yīng)用前景廣闊。