报告题目：RNA编辑技术的最新研究进展
报告时间：2023年10月24日 下午14:00
报告地点：南山1号楼211
报告人：TOSHIFUMI TSUKAHARA
报告人简介：
TOSHIFUMI TSUKAHARA，日本知名神经科学家，生物化学家，教授、博导。日本RNA学会联合创始人；日本分子生物学学会会员。日本国家神经科学研究所, 美国冷泉港实验室研究员，具有雄厚学术功底；历任日本JAIST（Japan Advanced Institute of Science and Technology）的材料科学学院院长、副校长，兼任JAIST与金泽大学融合科学部主任；发表SCI期刊论文116篇，包括DNA芯片技术在内的6项目美发明专利。主持科研项目25项，其中美国及日本国家级项目10项，获日本2000-2002年教育、文化、体育、科技部“千年计划”资助项目。入选美国名人录-MARQUIS Who's who (世界三大名人录之一)；GeCoRT生物高科技公司创始人&CEO；是RNA剪接、cDNA芯片和RNA编辑技术领域国际上知名的权威专家。
报告简介：
基因疗法一直试图通过用功能基因代替无功能基因来治疗遗传性疾病。但是，近年来，人们对基因编辑的期待越来越高，通过恢复基因来治疗遗传病的时代正在到来，而非通过补充基因来治疗遗传病的传统基因疗法。然而当前仍存在许多困难，包括脱靶突变（与基因组编辑相关的意外突变），以及生物伦理问题。我们正在研究的是一种针对瞬时分子（RNA）持久分子（DNA）的治疗方法。我们正在尝试通过人工RNA编辑工具改变RNA中编码的遗传密码来治疗遗传疾病。
许多生物都具有RNA编辑的生理功能，即通过将mRNA中的某些碱基转化为其他碱基，从而将表达的mRNA的遗传密码转化为其他碱基，以产生不同的蛋白质。在植物中，U到C、C到U的转化均已知，而在动物中，已观察到A转化为G和C转化为U。在动物RNA编辑中，A到G的转化是由ADAR家族的蛋白质催化的，而C到U的转化是由APOBEC家族的蛋白质催化的，它们都是碱基特异性脱氨酶。腺嘌呤氨基的水解脱胺作用将其转化为肌苷，肌苷与胞嘧啶形成沃森-克里克碱基对，类似于遗传密码中的G，胞嘧啶通过脱胺作用转化为U。在植物RNA编辑中，已经证明一系列称为PPR的蛋白质可以识别RNA，并且一些PPR蛋白在c端具有与脱氨酶同源的结构域，称为DYW结构域。此外，最近有研究表明，DYW域可以将C转换为U。
假设通过将脱氨酶的活性位点招募到目标RNA上，人工RNA编辑应该是可行的。互补序列必须识别目标RNA，然后用RNA结合蛋白将互补RNA连接到酶上。因此，我们决定使用MS2系统，它与特定RNA结合非常强，并已用于细胞中的RNA标记。我们操纵ADAR1酶和MS2系统的脱氨酶结构域来靶向特定的腺苷和修复由G-to-A突变引起的非功能性mRNA。我们设计了一个引导RNA，将MS2茎环RNA加入到与靶RNA互补的序列中。作为靶标，我们将EGFP的第58个氨基酸Trp (TGG)突变为TAG或TAA终止密码子;在HEK293细胞中，上述系统可将终止密码子转化为原始序列并发出荧光。
我们还成功地开发了一种人工系统，使用各种胞苷脱氨酶进行C- to - U转化。该系统的靶标是含有T- to -C突变的EGFP基因（实际为BFP蓝色荧光）。人工胞苷脱氨酶- MS2引导RNA系统能够恢复突变的BFP-mRNA中C到U的转化，随后观察到绿色荧光细胞。
如上所述，作为一种新型的基因修复疗法，人工RNA编辑系统对于由点突变引起的遗传疾病是有用的。我们也将致力于利用植物RNA编辑系统开发人工RNA编辑系统，并将持续关注这些系统的最新进展。
