人类基因组中存在多达三十亿的碱基对,因此在基因组学的核心挑战和最终愿景,是描述该三十亿碱基对中,每一个碱基对于特定基因调控及下游蛋白质功能的影响。因此,如何系统且高通量地对目标基因组序列进行诱导突变,成为一项核心技术挑战。当研究者聚焦于单一基因组位点时,如何利用区域性的靶向诱变,模拟自然进化过程,揭示序列与表型之间的关系,领域内仍然缺乏较好的技术平台。
2024年10月11日,来自博德研究所(Broad Institute)和哈佛大学丹娜法博癌症研究中心(Dana-Farber Cancer Institute)的Fei Chen和Bradley E. Bernstein研究组在Science上在线发表题目为Helicase-assisted continuous editing for programmable mutagenesis of endogenous genomes的研究论文(哈佛大学博士研究生Xi Dawn Chen和博后研究员陈则宇为共同第一作者),通过融合解旋酶(Helicase)和脱氨酶(deaminase)形成解旋编辑器(Helicase Editor),并通过nCas9或dCas9将解旋酶编辑器引导至特定基因组靶向区域,成功实现了在人类细胞上原位基因组上的长程,位置饱和的散在诱导突变,创立了在哺乳动物细胞上的原位定向进化系统,并在多种人类细胞系上实现筛选抗药性单碱基突变,RNA剪切酶活位点和原位增强子中的功能性碱基等重要生物学过程。