LA JOLLA-(2019年8月23日，2019)在生物体中编辑基因的能力为治疗太多遗传性疾病提供了机会。然而，许多类型的基因编辑工具不能针对脱氧核糖核酸的关键区域，并且很难创建这样的技术，因为活组织包含不同类型的细胞。
现在，索尔克研究所的研究人员开发了一种新的工具——SATI——来编辑小鼠基因组，这使得该团队能够定位广泛的突变和细胞类型。2019年8月23日的《细胞研究》中描述的新基因组编辑技术可以扩展到广泛的基因突变情况，如亨廷顿氏病和罕见的早衰综合征。
“这项研究表明，SATI是基因组编辑的有力工具，”Salk基因表达实验室教授、论文资深作者胡安卡洛斯伊兹皮苏亚贝尔蒙特说。“这可能有助于开发有效的策略，用目标基因替换许多不同类型的突变，并为使用基因组编辑工具治愈许多遗传疾病打开大门。”
DNA修饰技术——尤其是CRISPR-Cas9系统——通常使用细胞的正常DNA修复机制，在分裂细胞(如皮肤或肠道中的细胞)中最有效。Izpisua Belmonte实验室此前表明，他们基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术，称为HITI(用于同源性无关的靶向整合)，可以靶向分裂和非分裂细胞。蛋白质编码区的功能类似于制作蛋白质的食谱，而被称为非编码区的区域则充当厨师，决定制作多少食物。这些非编码区构成了DNA的绝大部分(约98%)，并调节许多细胞功能，包括关闭和打开基因，因此它们可能成为未来基因治疗的有价值的目标。
“我们试图创造一种多功能工具来靶向DNA的这些非编码区域，这不会影响基因的功能，并且可以靶向多种突变和细胞类型，”这篇论文的第一作者、Izpisua Belmonte实验室博士后研究员樱井真子山本说。“作为概念证明，我们专注于一个小鼠模型，该模型由突变引起的过早衰老，使用现有的基因组编辑工具很难修复。”
这种新的基因敲入方法，被科学家称为SATI(由细胞间线性单同源臂供体介导的内含子靶向整合的简称)，是对以前HITI方法的改进，使其能够靶向基因组的其他区域。SATI的工作原理是在突变位点之前，将所讨论基因的正常拷贝插入到DNA的非编码区。然后，这种新基因通过几种DNA修复方式之一，与旧基因一起整合到基因组中，从而减少生物体对原始突变基因的有害影响，而不完全替代其造成损害的风险。
科学家已经在LMNA基因突变导致的早衰活鼠身上测试了SATI技术。患有早衰的人和小鼠表现出早衰、心脏功能障碍的迹象，并且由于称为progerin的蛋白质的积累而显著缩短寿命。通过使用SATI，将LMNA基因的正常拷贝插入早期小鼠。研究人员能够观察到包括皮肤和脾脏在内的几个组织衰老特征的减少，以及寿命的延长(与未经治疗的早期小鼠相比增加了45%)。当翻译成人类，类似的寿命延长会超过十年。因此，SATI系统代表了第一种体内基因校正技术，可以靶向各种组织类型中DNA的非编码区。
接下来，该团队旨在通过增加含有新DNA的细胞数量来提高SATI的效率。
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