工程化U7小核RNA支架显著提升ADAR介导的可编程RNA碱基编辑效率

推荐 为解决现有ADAR介导的RNA编辑技术效率低、需高剂量gRNA表达载体及潜在脱靶问题，研究人员开发了一种优化的SmOPT U7 snRNA框架。该框架显著提高了体外和体内RNA编辑效率，在Hurler综合征小鼠模型中实现了75%的编辑效率，并改进了DMD基因外显子跳跃设计。研究结果为遗传病治疗提供了高效、安全的基因编辑工具。

　　

论文解读
ADAR（Adenosine Deaminase Acting on RNA）介导的RNA编辑技术因其无需DNA双链断裂和外来蛋白引入而备受关注。然而，现有技术的效率和特异性仍面临挑战，尤其是在体内递送和靶向特定RNA位点方面。为解决这些问题，加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种优化的SmOPT U7 snRNA框架，显著提升了ADAR介导的RNA编辑效率，并在多种疾病模型中验证了其效果。

研究人员首先通过单细胞突变体筛选，优化了SmOPT U7 snRNA框架的关键序列和结构。他们发现，SmOPT序列和U7 snRNA发夹结构的完整性对编辑效率至关重要。进一步的研究表明，在SmOPT序列前插入特定的hnRNP A1结合基序可以进一步增强编辑效率。此外，研究人员还设计了一种合成的U7启动子，显著提高了gRNA的表达水平。

在体外实验中，优化后的SmOPT U7框架在单个DNA拷贝的情况下实现了高达76%的RNA编辑效率。在小鼠模型中，通过单次静脉注射AAV载体，研究人员在大脑中实现了75%的编辑效率，显著高于传统的环状gRNA方法。此外，该框架还改进了DMD基因外显子跳跃的设计，使其效率提高了25倍。

研究结果表明，SmOPT U7框架不仅适用于ADAR介导的RNA编辑，还可以用于其他反义RNA疗法。该技术的广泛应用前景包括治疗遗传性疾病、癌症和其他需要精确基因调控的疾病。

主要技术方法
研究人员使用了单细胞测序技术和AAV载体递送系统来评估和优化SmOPT U7框架的性能。单细胞测序技术用于在单个细胞水平上评估RNA编辑效率，而AAV载体则用于在体内递送gRNA表达载体。

研究结果

1. SmOPT U7框架提升RNA编辑效率：通过单细胞突变体筛选，优化了SmOPT U7 snRNA框架的关键序列和结构，显著提高了RNA编辑效率。
2. hnRNP A1结合基序增强编辑：在SmOPT序列前插入hnRNP A1结合基序，进一步增强了RNA编辑效率。
3. 合成U7启动子提高gRNA表达：设计的合成U7启动子在体外和体内均显著提高了gRNA的表达水平。
4. 体内高效编辑：在小鼠模型中，通过单次静脉注射AAV载体，实现了大脑中75%的编辑效率。
5. 改进DMD外显子跳跃设计：优化后的SmOPT U7框架使DMD基因外显子跳跃效率提高了25倍。

研究结论和讨论
研究表明，SmOPT U7框架显著提升了ADAR介导的RNA编辑效率，并在多种疾病模型中验证了其效果。该技术的广泛应用前景包括治疗遗传性疾病、癌症和其他需要精确基因调控的疾病。通过单细胞测序技术和AAV载体递送系统，研究人员能够在单个细胞水平上评估和优化RNA编辑效率，为未来的基因治疗提供了重要的技术支持。