小巧高效的基因编辑剪刀诞生

科学家们通过蛋白质工程和人工智能技术，研发出一种名为TnpB的新型基因编辑工具，比现有的CRISPR-Cas9等工具更小巧、更高效。这一突破性发现有望改变基因编辑领域的研究方向，开启全新的基因治疗和疾病治疗可能性。

瑞士苏黎世大学和苏黎世联邦理工学院的研究团队在最新一期的《自然·方法》杂志上发表了一篇关于TnpB蛋白的研究论文。他们通过对TnpB蛋白进行改良，成功使其在编辑哺乳动物细胞DNA方面比原始蛋白提高了4.4倍的效率，使其成为一种紧凑且高效的基因编辑新工具。

传统上，CRISPR-Cas9系统由蛋白质和RNA组成，主要用于抵抗外来病毒的入侵。然而，由于其大尺寸，难以直接用于体内的目标细胞。因此，研究人员开始寻找更小的进化祖细胞作为基因编辑工具，如TnpB蛋白。

TnpB蛋白存在于多种细菌和古细菌中，此次研究团队对其进行了优化，使其能够更有效地编辑哺乳动物细胞的DNA。通过两种方式的改进，一是使其更易于进入细胞核，二是使其具有针对替代基因组序列的能力。此外，研究人员还开发了一种人工智能模型，可以预测任何给定目标位点的TnpB编辑效率，大大简化了基因编辑实验的设计。

在新的人工智能模型的帮助下，研究团队在小鼠肝脏和小鼠大脑中分别实现了高达75.3%和65.9%的编辑效率。同时，他们还成功地利用临床上可行的腺相关病毒载体将TnpB基因编辑系统有效地运送到小鼠细胞中。这种基因编辑系统不仅体积小，而且可以包装成一个单独的病毒颗粒，相比CRISPR-Cas9所需的多个病毒颗粒，大大降低了载体剂量。

动物实验进一步验证了TnpB基因编辑系统的有效性，它可以编辑一个调节胆固醇水平的基因，将实验小鼠的胆固醇水平降低近80%。这一成果标志着基因编辑技术的重大进步，为未来医学研究和临床实践提供了新的可能性和挑战。