开发CRISPR非天然氨基酸偶联技术提高基因编辑效率

基因编辑技术近年来飞速发展，CRISPR/Cas9技术因其低成本简单高效，极大的助力了基因治疗时代的到来。利用CRISPR/Cas9对靶基因进行切割，进而通过供体DNA模板介导的同源重组修复机制来实现精准基因编辑具有广泛的应用前景。然而在哺乳动物细胞中的同源重组的效率很低，大大限制该技术的应用。如何提高同源重组频率从而提高精准基因编辑效率是CRISPR/Cas9在生物医药领域应用中亟待解决的重要问题之一。

基于这一科学问题，北京大学药学院刘涛和北京大学第三医院李默研究团队通过基因密码子扩展技术将含有叠氮基团的非天然氨基酸定点修饰到Cas9蛋白上，通过直接或者间接与DBCO修饰的oligo-DNA发生点击化学反应，将供体DNA固定在Cas9蛋白上，将DNA精准运送至靶DNA区，增加在切割部位的供体DNA的浓度，在发生切割后，能够迅速提供修复模板从而提升重组效率。

非共价组装方式更是提供了通用的蛋白核酸偶联平台，利用碱基互补配对实现无修饰的供体DNA的高效体外组装导入细胞，在细胞水平展现出10倍的同源重组水平的提高。在小鼠胚胎细胞中通过显微注射法导入核酸偶联复合物，在不同剂量组均展现出高效的精准基因敲入的效果，该技术为CRISPR/Cas9用于体外细胞精准编辑，高效构建动物模型提供有力的技术方法。