摘要：革命性的基因编辑工具问世，让科学家拥有了神奇的“基因剪刀”，能够以前所未有的效率和精度修改生物体中的遗传密码，为生物学、农业和医学等领域的突破带来了更多的可能性。尤其是在医学领域，基因编辑技术能够精确地“修正”错误的DNA，从而治疗遗传性疾病和其他疾病。例如，

学术经纬 学术经纬

革命性的基因编辑工具问世，让科学家拥有了神奇的“基因剪刀”，能够以前所未有的效率和精度修改生物体中的遗传密码，为生物学、农业和医学等领域的突破带来了更多的可能性。尤其是在医学领域，基因编辑技术能够精确地“修正”错误的DNA，从而治疗遗传性疾病和其他疾病。例如，基于CRISPR-Cas9的基因编辑疗法，已获批用于治疗镰刀型细胞贫血病。

不过，现有的这类基因编辑手段也有其局限性，其侧重于纠正特定的单个突变。但对于具有大量突变的复杂性疾病（例如囊性纤维化等）来说，有数以千计的遗传错误会破坏基因的正常功能，一次靶向一个位置的编辑是远远不够的。

面对这一挑战，近日《自然》期刊发表的一篇研究论文带来了突破。来自美国麻省总医院布莱根和贝丝以色列女执事医疗中心的科研人员开发了一种名为STITCHR的新型基因编辑工具，能够将大片段的治疗基因插入特定位置，替换有缺陷的基因，从而一次性“修正”多个致病突变。根据论文展示的数据，STITCHR可实现从单个碱基到12.7kb的无痕高效插入、基因替换。

STITCHR之所以如此高效，源于其巧妙利用了反转录转座子的独特能力。反转录转座子（retrotransposons）也被称为“跳跃基因”，可以通过RNA逆转录自我复制，并在基因组中移动，在所有真核细胞（包括动物、植物、真菌的细胞）中普遍存在。

研究人员通过计算筛选和分析了不同物种中的数千个反转录转座子，包括多个过去未知的家族，具有特异性的插入位置。最终，一种来自斑胸草雀（Taeniopygia guttata）的反转录转座子R2Tg脱颖而出，具备改造成为基因编辑工具的潜力，可以在基因组新位点上进行靶点切割、逆转录和异源有效载荷的插入。

研究人员进一步将其基因与CRISPR基因编辑系统中的切口酶（可以切开DNA的一条单链形成缺口）相结合来增强活性，以便高效、精确地在特异性位点无痕插入基因片段，并且不会引入新的突变，最终形成了STITCHR系统。

▲基于Cas9对R2Tg重编程，以便在新位点插入基因片段（图片来源：参考资料[1]）

由于STITCHR系统完全由RNA组成，而不涉及DNA，相比同时使用RNA和DNA的经典基因编辑系统，递送过程会更加简单。更关键的是，STITCHR插入整个基因的能力有望一次性解决多个突变，有望为一系列罕见遗传病和常见疾病带来开创性的基因疗法，同时提高干预的安全性。而在此之前，研究团队还将继续改进这一系统，提高其效率和特异性，推动临床应用的转化。

参考资料：

[1] Christopher W. Fell et al., Reprogramming site-specific retrotransposon activity to new DNA sites. Nature (2025) DOI: 10.1038/s41586-025-08877-4

来源：营养和医学