北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心伊成器教授课题组在Nature Chemical Biology杂志发表题为“Increasing the efficiency and precision of prime editing with guide RNA pairs”的研究论文，开发了人源细胞中基于双pegRNA的高效引导编辑新策略。


　　引导编辑（Prime Editing）可实现所有的12种碱基替换，还可以实现小片段碱基插入和删除。引导编辑以CRISPR/Cas9系统为基础，将nCas9（H840A）与逆转录酶融合，获得新的融合蛋白。此外，sgRNA的3'末端增加一段携带目标突变的RNA序列，获得的sgRNA被称作pegRNA（prime editing guide RNA）。引导编辑理论上可以纠正多达89%的人类致病突变，但如何进一步提高其效率和精准度仍旧是一个挑战。

　　本研究通过设计分别靶向DNA双链的两条pegRNA，对基因组的同一个位点进行编辑，从而实现引导编辑效率的提升。由于两条pegRNA含有同源的3'末端，因此，该策略被命名为“HOPE”（HOmologous 3' Extensions Mediated Prime Editor）。通过与原始引导编辑工具的一系列比较，证实HOPE在碱基替换、插入和删除方面的效率显着高于PE2，且副产物远少于PE3。此外，本研究探究了一系列影响HOPE效率的因素，包括DNA双链上PAM之间的距离、PBS的长度和退火值以及RT的长度，提供了一套优化的双pegRNA设计原则。进一步，本研究利用Cas-OFFinder软件预测了pegRNA依赖型的脱靶区域，并对其进行扩增子靶向测序，证实了HOPE策略与原始引导编辑系统都具有很高的特异性。

　　综上，本研究利用双pegRNA策略，显着提高了引导编辑的效率。通过在一系列内源位点及不同细胞系上的验证，证实HOPE策略提供了效率与精准度高度平衡的引导编辑新选择。

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