【Science】新技术修正30亿年来的遗传错误，大大提高测序精度

DNA 聚合酶将DNA复制成相同的新链DNA，逆转录酶将RNA复制成DNA，与DNA聚合酶不同，大多数逆转录酶属于古老进化起源的单一蛋白家族，这些酶本身 很容易出现错误，因为它们缺乏一个校对区域（3′- 5′核酸外切酶），由于没有校对功能，RNA复制产物中的错误无法被检测到。因而30亿年来，人体RNA遗传信息复制过程发生错误可能一直存在。

 

然而，德克萨斯大学的研究人员已经开发出一种方法首次实现RNA的精准校对，相关成果于6月23日发表在《Science》杂志上，该研究将有助于提高基因研究的精确性，并能显著提高基于人体基因构成的药物研究。

 

研究人员创新设计了一种酶，不但能进行反转录，还具备“校对”功能或在复制遗传密码时能自我检查，该酶首次实现大量RNA信息的精准复制。研究人员利用定向进化来训练高保真DNA聚合酶使用RNA模板的能力，通过这种方式创造了新型的酶——RTX，保留了RNA复制过程中高精度和高效的校对功能。据研究人员表示，该酶至少可将RNA复制精度提高2-10倍，从而大大提高RNA测序的准确性。

 

德克萨斯大学合成生物学系统中心博士后研究员Jared Ellefson说，“我们创造了一种新的酶，读取活细胞信息时能达到前所未有精度，那些被进化所忽略的错误信息，可通过我们开发的酶在RNA复制过程中得以纠正。”

 

反转录与逆转录病毒如HIV有关，在自然界中，这些病毒无法准确复制DNA，这可能导致物种随时间推移变得更加多样。自从发现反转录后，科学家们利用其来更好地了解遗传病以及与人类健康相关的遗传信息。然而，现有RNA测序容易出错的特征是困扰科学家的一大问题。Ellefson说，“我们开发的酶通过校对增加了RNA测序的精度和保真度。如果不能准确读取RNA信息，我们就不能准确了解细胞的内部运作，这些都将给研究实验室和临床实验室带来误导性。”

 

“当我们朝精准医疗时代发展时，读取序列信息的准确性变得越来越重要”，分子生物信息学教授Andy Ellington说，“通过该研究，我们可以更精确的复制大量RNA信息，这意味着通过基因组学信息的诊断将更精确。”