在最近發表在《細胞》雜志上的一項研究中，由中國科學院動物研究所的李偉和周琦領導的研究小組開發了一種基于反轉錄轉座子的創新基因寫入技術。這一成就使全rna介導的靶向基因整合在人類細胞中成為可能。

高效和精確地整合基因大小的DNA仍然是基因組工程的主要挑戰。目前的技術主要依靠DNA模板作為基因整合的供體。然而，在實際的生物醫學應用中，DNA供體面臨著許多挑戰，例如高免疫原性、體內遞送困難以及隨機整合到基因組中的風險。

另一方面，與外源性DNA供體相比，RNA供體具有較低的免疫原性，外源性DNA供體可以使用非病毒載體有效遞送，并且在細胞中迅速降解而沒有隨機整合的風險，因此解決了與DNA供體相關的許多挑戰。然而，目前很少有技術可以利用RNA供體在人類細胞中實現靶向基因大小的DNA整合。

R2逆轉錄轉座子是一種可移動元件，利用RNA中間體特異性整合到宿主28S rDNA基因組位點。這個位點在人類基因組中有219個拷貝，位于遠離蛋白質編碼基因的地方，使其成為適合基因整合的“安全港”。盡管它在20世紀80年代被發現，但它在將大片段基因整合到人類細胞中的潛在用途尚未得到充分探索。

在本研究中，通過系統的分析和篩選，研究人員發現鳥類基因組衍生的R2Tg系統在人類細胞中具有活性，盡管效率較低。通過多種工程方法，研究人員創造了R2Tg的優化版本en-R2Tg。en-R2Tg基因寫入工具通過臨床使用的非病毒載體脂質納米顆粒(LNP)傳遞，在人肝細胞中實現25%的基因整合效率，在小鼠胚胎中實現60%以上的位點特異性基因整合效率。

此外，en-R2Tg系統在28S rDNA安全港位點表現出較高的基因整合特異性。這有助于最大限度地減少由逆轉錄病毒等技術產生的隨機基因整合引起的突變風險。

綜上所述，本研究開發了一種基于天然存在的R2反轉錄轉座子的全rna介導、高效、精確的基因寫入技術。

“這項技術為開發新的基因療法打開了一扇門。當涉及到與疾病相關的基因時，可能會有許多不同的突變導致相同的疾病。我們的技術提供了一種更通用的方法，我們可以將正�；�因直接整合到基因組中，以恢復功能，而不管突變的類型，”該研究的通訊作者李偉說。

“我們甚至可以使用LNP來傳遞我們的基因寫作工具，并直接在我們的體內制造CAR-T細胞來治療癌癥。這可以使整個過程像接種疫苗一樣簡單。我們對這項新技術未來進一步發展和應用的潛力感到興奮�！�