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港大醫學院開發全球首個篩選精確基因編辑工具平台

港大醫學院開發全球首個篩選精確基因編辑工具平台

港大醫學院開發全球首個篩選精確基因編辑工具平台

2023年06月19日 16:15 最後更新:16:15

香港大學李嘉誠醫學院(港大醫學院)研究團隊開發出新型測試平台,可同時試驗及改造數以百計精準的鹼基編輯器變體,突破現時基因编辑工具需逐一测試的限制,快速找出最適用和有效的基因治療工具。研究结果已於《CellSystems》期刊发表(按此瀏覽期刊文章),並已就此技術提交相關專利申請。 

鹼基编輯(base editing)是一種改良自CRISPR的新型基因編輯技術,並逐渐被視為可通過修正DNA來治療因單個鹼基突變基因而引致的相關疾病(如鐮刀型细胞貧血症、家族性高膽固醇血症等)的安全基因治療工具。現有基因编辑結果會因應鹼基編輯器的類型、版本、目標DNA序列組成及鹼基位置不同而有所差異。使用一個次優的鹼基編辑器有機會導致錯誤編輯或產生额外突變,而導致不符理想的结果。目前,為識別數十種現有鹼基编輯器的性能,研究員必須耗時费力地逐一測試,令鹼基編輯在每個治療位點上的用途更盡完善;此外,現有的鹼基編辑器在許多治療位點上未能进行精確編輯。儘管全球都在努力嘗試,但以傳統方法創建新鹼基编辑器仍需花上數個月甚至數年時間。 

港大醫學院研究團隊成功將早前開發的先進技术 CombiSEAL1及鹼基編輯報告系統合併,建立一個新平台(下稱平台),可快速構建出數百種或以上的鹼基編輯器變體,各變體具有不同脱氨酶和建基於CRISPR/Cas9的DNA識别結構域,這些微體的兼容性和性能尚需一一進行識別和比較。團隊進而運用平台來大量讀取每個變體的編輯效率、純度、DNA序列組成偏好以及在人類細胞中產生单一和多個鹼基轉换的偏差,從而在最短时间、最少誤差的情况下,挑選出最適用於基因治療的變體。為提高現有鹼基編輯器系統的效率,團隊進一步拓展平台的應用至改造單鏈嚮導RNA(sgRNA)骨架的莖環2區域,並於鹼基編輯器系統中進行篩選,成功辨識出兩個優於原生型的新骨架變種,SV48及SV240,可達致更高(高達2.2倍)的鹼基编辑效率。 

新型統一測試方法可輕鬆地檢測所有帶標記的精確基因編輯器,避免耗時費力地逐一測試性能。

新型統一測試方法可輕鬆地檢測所有帶標記的精確基因編輯器,避免耗時費力地逐一測試性能。

此外,團隊證明了平台不僅能識别和篩選鹼基編輯器,更兼容其他精確基因編輯器系統,如先導編輯器(prime editors)。對於鹼基編辑器無法糾正的治療情況,先導编辑器有助擴大平台搜尋範圍,以找出其他適合的編輯器修正基因突變。 

新平台功能强大,有效加快研發新一代精確基因編輯器及應用於未來治療。港大醫學院生物醫學學院副教授黃兆麟解釋:「這就像在商店中的快捷結帳通道。由於所有货品(即鹼基編輯器變體)均带有特殊標記,在使用自助結帳機掃描時,我們只需將所有貨品一次過放入結帳機的篮子中,掃描器即可自動識別所有货品並完成付款(即在我們的案例中進行鹼基編輯性能分析)。這樣就無需掃描每件貨品,就如不需逐一測試每個鹼基編輯器。」 

香港大學就有關刊登於期刊《China Population and Development Studies》的論文《Forty years of fertility transition in Hong Kong》,涉嫌引用不當文獻的指控已完成調查。根據調查結果,大學確認論文部分引文為人工智能生成的虛構文獻,而參與研究的博士生未作申明。該論文通訊作者為社會科學學院教授葉兆輝。

香港大學。港大網頁圖片

香港大學。港大網頁圖片

大學已採取紀律處分及相應措施,包括該通訊作者已卸任學院副院長及研究事務相關職務,以及該作者已向相關期刊申請撤稿。涉事博士生亦須按大學既定紀律程序處理。

葉兆輝。資料圖片

葉兆輝。資料圖片

港大表示,大學將加強培訓所有研究人員,範疇涵蓋根據人工智能應用的既定規範及指引進行強制性培訓及考核,維護學術誠信。

港大重申對學術要求嚴謹,對研究水平和操守秉持最高標準。所有港大研究人員必須確保研究質量及操守達至國際水平,大學將繼續以嚴謹標準維護學術卓越及公眾信任。

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