这种新工具有可能改善基因和细胞疗法。
圣裘德儿童研究医院的科学家们开发了一种工具，可以定位安全位置，将基因引入人类DNA。该工具是提高基因和细胞疗法安全性和有效性过程中的早期步骤。这项研究最近发表在《基因组生物学》杂志上。
“我们已经创建了编辑基因组的谷歌地图，”联合通讯作者Yong Cheng博士说，他是圣犹大血液科的。“有了这个工具，我们提供了一种新的方法来识别安全整合基因盒的地方。我们创建了一步一步的指导，所以你可以按照步骤，很容易地在特定组织中找到安全的避风港。”
基因疗法，即给病人一个功能失调基因的正常拷贝，已经证明在治疗一些遗传疾病方面是成功的。然而，该领域一直存在安全问题，例如致癌基因的无意激活会导致一些患者患癌症。
因此，科学家们一直在基因组中寻找“安全港位点”一种基因可能被引入而不会引起癌症或其他问题。研究人员开发了一种利用特定组织(如血细胞)的基因组和表观遗传信息搜索安全港的管道。
共同第一作者Dewan Shrestha(左)，通讯作者程勇博士(中)，合著者吴瑞琼(右)。资料来源:圣裘德儿童研究医院
一种寻找安全港口的新方法
该工具使用1000个基因组计划的数据，比较了健康人之间高度可变的DNA序列。研究人员推断，如果一个DNA区域经常被删除或插入健康的个体中，它也可能被基因疗法安全地修改。
Cheng说:“我们的方法是一种以组织特异性的方式识别基因组安全港位点的新方法。”“没有人从这个角度尝试过。我们的第一步是找到在健康个体中显示高频率插入或删除的基因组位点。”
如果单个细胞中的DNA是一根绳子，那么它将有两米长。但除了线性序列之外，DNA还可以利用染色质(与DNA相关的蛋白质)循环成复杂的3D结构，以适应细胞。就像弦一样，DNA也有影响其功能的环。St. Jude工具在搜索可访问的安全港时，会考虑这些环和其他结构的存在。
陈说:“我们的工具评估DNA的3D结构，因为人类DNA不是一维的线性结构，它实际上是3D的。”“因此，在DNA的线性序列中，部分DNA可能相距很远，但由于3D结构的环状，它们在物理上可能彼此相邻。在这种情况下，3D接近度比线性距离更重要。”
平衡安全性和治疗性基因压力
“安全的基因治疗需要两件事，”程说。“第一，保持新基因的高表达。第二，整合需要对正常的人类基因组产生最小的影响，这是人们进行基因治疗的主要问题。”
科学家们发现，放置在他们的工具识别的安全港位置的基因随着时间的推移保持着它们的表达。研究人员还表明，如果他们将一个基因放入他们的工具识别的一个安全港位点，它对附近基因的影响要小于经典的安全港位点。
这种名为基因组学和表观遗传学指导安全港绘图仪(GEG-SH绘图仪)的工具是免费提供的。
这项研究由美国国立卫生研究院和国立癌症研究所资助。
