修復(fù)30億年的遺傳錯誤可以顯著改善基因測序

校的研究人員開發(fā)了一種修復(fù)方法，可以讓RNA首次準(zhǔn)確校對。這項(xiàng)于6月23日發(fā)表在“ 科學(xué) ”雜志上的新發(fā)現(xiàn)將提高基因研究的精確度，并可以根據(jù)個人的基因構(gòu)成顯著改善醫(yī)學(xué)。某些稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒的病毒可導(dǎo)致RNA復(fù)制DNA，這一過程稱為逆轉(zhuǎn)錄。眾所周知，這一過程容易出錯，因?yàn)樗胁《镜倪M(jìn)化祖先都無法準(zhǔn)確復(fù)制遺傳物質(zhì)。

在UT Austin設(shè)計的新創(chuàng)新是一種可以進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄的酶，但也可以在復(fù)制遺傳密碼時“校對”或檢查其工作。該酶首次允許以接近完美的精確度復(fù)制大量RNA信息。“我們創(chuàng)造了一組新的酶，能夠以前所未有的精確度讀取活細(xì)胞內(nèi)的遺傳信息，”UT奧斯汀系統(tǒng)與合成生物學(xué)中心的博士后研究員Jared Ellefson說。“在進(jìn)化過程中，我們的酶可以在復(fù)制RNA時糾正錯誤。”

逆轉(zhuǎn)錄主要與逆轉(zhuǎn)錄病毒如HIV有關(guān)。在自然界中，這些病毒無法準(zhǔn)確地復(fù)制DNA可能有助于在一段時間內(nèi)創(chuàng)造物種的多樣性，從而導(dǎo)致我們所知道的生命的復(fù)雜性。

自發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄以來，科學(xué)家們利用它來更好地了解與遺傳性疾病和人類健康其他方面有關(guān)的遺傳信息。然而，現(xiàn)有RNA測序的容易出錯的性質(zhì)對科學(xué)家來說是一個問題。“通過校對，我們的新酶可提高RNA測序的精確度和保真度，”Ellefson說。“如果沒有忠實(shí)讀取RNA的能力，我們就無法準(zhǔn)確確定細(xì)胞的內(nèi)部運(yùn)作。這些錯誤可能導(dǎo)致研究實(shí)驗(yàn)室的誤導(dǎo)數(shù)據(jù)和臨床實(shí)驗(yàn)室中潛在的誤診。”

Ellefson和研究團(tuán)隊(duì)使用定向進(jìn)化技術(shù)設(shè)計了這種新酶，以培養(yǎng)高保真(校對)DNA聚合酶以使用RNA模板。這種名為RTX的新酶在復(fù)制RNA的同時保留了高度準(zhǔn)確和高效的校對功能。準(zhǔn)確度至少提高了三倍，準(zhǔn)確度可高達(dá)10倍。這種新酶可以增強(qiáng)從細(xì)胞中讀取RNA的方法。

“當(dāng)我們走向個性化醫(yī)療時代，每個人的成績單都會像讀脈沖一樣容易讀出，序列信息的準(zhǔn)確性將變得越來越重要，”分子生物科學(xué)教授安迪艾靈頓說。“這一點(diǎn)的重要性在于，我們現(xiàn)在還可以復(fù)制現(xiàn)代基因組中發(fā)現(xiàn)的大量RNA信息，這些信息以RNA轉(zhuǎn)錄本的形式編碼，幾乎可以編碼我們生理學(xué)的每個方面。這意味著根據(jù)基因組信息進(jìn)行的診斷更多可能是準(zhǔn)確的。“

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