Sangamo研究人员展示锌指核酸酶技术的改进

Sangamo Therapeutics研究人员今天在Nature Communications上公布了数据，显示其第二代锌指核酸酶(ZFN)平台技术的最新改进，该公司表示将对选定的基因组位点进行高度精确的编辑。Sagamo表示，这些改进使得可用于靶向任何DNA片段的ZFN多样性增加了64倍，根据手稿“将锌指蛋白核酸酶结构多样化用于高精度基因组编辑。”通讯作者Edward J. Rebar博士是Sangamo的高级副总裁兼首席技术官。

该手稿描述了Sangamo的Rebar，David Paschon博士及其同事的蛋白质工程工作，这些工作促成了新的ZFN架构的开发。修饰包括逆转DNA结合和核酸酶结构域的顺序，以及结合新的接头，使得能够在每个ZFN内的其他相邻指状物之间跳过碱基。

Sangamo的研究人员表示，通过使用建筑多样化作为策略，他们试图大幅提高ZFN的目标精确度。

研究人员使用基于选择的方法开发了新的连接子选项，用于跨越手指和手指FokI切割域连接。他们报道，这些选择产生了可用于将切割靶向任何选定碱基的ZFN配置数量增加64倍。

Sangamo研究小组还评估了30种新的ZFN配置，为97%的测试者确定了活性核酸酶。

“我们进一步表明，我们的新接头组件可以与可用的锌指结合，以便能够以接近1.0的密度(即可用于靶向几乎每个基础步骤的ZFN)靶向任意选择的基因组区段(在HBG1中)，”研究者报道。“据我们所知，这项研究提供了首次发表的示范，用工程化的核酸酶对内源基因座进行逐个基础的逐层铺设。最后，我们已经证明，这些架构改进可以用来显着提高使用其他来源的手指构建的ZFN的目标精度。“

提高ZFN的吸引力

通过提高ZFN的精确度，Sangamo旨在提高技术与CRISPR相比的吸引力：多年来对ZFN的批评包括其与CRISPR相比的成本和速度，以及开发高质量基因剪切所需的时间和技能产品与CRISPR相比。Rebar 在2017年告诉GEN，Sangamo一直致力于缩短ZFN的开发周期。

“新架构大大提高了我们的定位能力，将有助于确保我们能够针对任何治疗应用确定最佳窗口。这说明我们的ZFN基因组编辑技术的多功能性，“Rebar在Sangamo声明中说。

“在为任何治疗应用开发核酸酶时，关键要求是能够定位双链断裂以获得最大的临床疗效。在许多情况下，这种考虑将最佳解理目标限制在狭窄的序列窗口，因此，提高目标精度一直是该领域长期关注的问题，“Rebar补充道。

Sangamo在发布了一对I / II期试验的中期结果后一个月宣布发布该手稿，该试验评估了两种ZFN基因组编辑候选药物对两种类型的粘多糖贮积症(MPS)的影响。研究显示有利的安全性和关键酶的一些表达，虽然效果不如公司所希望的那么多。

“它正在发挥作用，并不足以带来临床效益，”Sangamo首席执行官Sandy Macrae，MBChB博士，2月7日告诉分析师。

该披露导致股票抛售导致Sangamo股价下跌近三分之一，从前一天的12.02美元跌至8.31美元。股价自此开始反弹，昨日收于9.50美元。

增加设计选择

在手稿中，Sangamo的研究人员报告称，他们开发了新的连接子，将FokI核酸酶结构域连接到DNA结合锌指阵列的氨基末端，这与旧ZFN中使用的羧基末端连接有所不同。

Sangamo说，修改允许核酸酶的设计，其中二聚体的每个ZFN能够识别DNA链，产生三种替代的ZFN二聚体构型，有效地将任何靶序列的设计选择数量增加四倍。

还开发了新的接头，其允许锌指阵列内的相邻指状物之间的基部跳跃。新的接头使得工程化的ZFN能够与新的锌指设计结合替代的，部分移位的DNA序列，同时保持相同的切割位点，从而将设计选项的数量增加16倍。

研究人员报告说：“将这两项改进纳入我们的ZFN平台，使得在任何目标切割位点进行有效基因组编辑的ZFN设计选项总数增加了64倍。”

该手稿还强调了使用新型ZFN架构进行的临床前研究，根据Sangamo的说法，该架构在三种治疗应用中表现出高度的精确性，效率和特异性。

“该系统可用于为规范的ZFN架构选择改进的连接器，因为现有的连接器是通过筛选一小组谨慎的连接器替代品开发的，”Sangamo团队总结道。“可以探索该系统，以便在其他类型的工程酶如TALEN，FokI-dCas9和Cas9碱基编辑器的背景下选择接头，以改善这些系统的性能。

“这里提供的结果应该广泛地促进设计的ZFN应用于研究，生物技术和治疗中更多样化和具有挑战性的应用，”研究人员补充说。