PRINT：精准RNA介导的转基因插入

一种名为PRINT的基于RNA的系统可以在人类基因组中创建并引入特定位置的安全且稳定的转基因。仅使用两种体外转录的RNA，即“precise RNA-mediated insertion of transgenes”（PRINT），该系统通过位点特异性引导反转录，将转基因直接合成到基因组的多拷贝安全区位点。这种基于RNA的策略可以降低有害的免疫反应，防范来自外源DNA的随机基因组插入，适用于基因疗法等用途，而且成本相对较低，生产迅速且可扩展。

研究论文《利用真核反转座元件蛋白进行转基因插入人类安全区位点》“Harnessing eukaryotic retroelement proteins for transgene insertion into human safe-harbor loci” 发表在《Nature Biotechnology》杂志上。

基于RNA的转基因技术 一些非长末端重复（non-LTR）的反转座元件利用RNA模板进行新基因合成，通过目标引导反转录（TPRT）将合成的互补DNA（cDNA）直接插入基因组，而不生成易于发生突变重连的钝端双链末端。

加州大学伯克利分校的共同主要作者张晓竹和Briana Van Treeck采用一种方法，利用编码鸟类R2反转座元件和经验证长度可达4kb的转基因的RNA。R2蛋白协调地识别目标位点，在精确的位置切割一个链条，并为稳定的转基因插入启动互补DNA合成。

PRINT专门插入多拷贝的核糖体RNA基因位点（rDNA），该基因由RNA聚合酶（RNAP）转录，已用于长期表达转基因。由于目标序列位于每个基因组中数百个拷贝中，而在人类细胞中这些拷贝以串联阵列形式存在于五对acrocentric染色体的短臂上，细胞功能不会受到几个rDNA单位被插入元件导致的失活的妨碍。

在对培养的人类原代细胞系使用PRINT时，张和Van Treeck报告说，超过50%的细胞可以获得几个2kb的转基因，其中超过50%是全长的。离靶事件和cDNA合成错误非常罕见，每大约10,000bp仅检测到一个错误，与RNA和cDNA合成的预期保真度一致。

尽管上述结果构成了一种基于两种体外转录的RNA的递补人类基因组的传递方法的原理证明，但对于PRINT发展仍需解决关键的知识差距和方向。例如，监测和减少对引入RNA的不良细胞反应将是至关重要的，需要在与疾病治疗相关的背景下调查长期转基因存在，以及需要研究和了解PRINT在包括非分裂细胞在内的各种细胞类型中的效率。

作者建议，如果PRINT最终发展成为一种基因治疗方法，它将是CRISPR–Cas基于基因破坏、碱基编辑和序列替代的补充，后者使用引导RNA将DNA合成和修复机制带到内源基因位点。

参考文献：https://www.nature.com/articles/s41587-024-02137-y

编辑：王洪

排版：李丽