基因编辑技术的最新进展是什么？

以这两年CRISPR基因编辑技术研究进展来看，最重大的研究进展就是可以实现对DNA单个碱基的编辑。之前的CRISPR基因编辑技术只能对DNA靶序列进行随机插入和缺失。超过6万个基因变异与人类疾病有关，其中近3.5万个基因变异是由一个DNA碱基错误引起的。近两年基因编辑技术的重大改进，就是可以纠正这种点突变，不仅是在DNA中，也在RNA上。

哈佛大学David Liu 实验室在2016年在nature发表“Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage”实现单碱基编辑。作者对Cas9蛋白进行了改造，使其仍能结合到目标靶位点DNA序列，但是不会对DNA进行切割。通过在Cas9上融合一个胞嘧啶核苷脱氨酶，可以将胞嘧啶（C）转换成尿嘧啶（U）。该碱基编辑系统能高效地矫正各种在小鼠和人类细胞系中存在的和人类疾病相关的点变异，在永久修正细胞DNA占总细胞比例15-75%，indel形成不到1%。

在今年10月末，David Liu 实验室继续在nature发表“Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage”，实现了单碱基编辑将A•T碱基对编辑成G•C碱基对。作者通过蛋白质工程对大肠杆菌E Coli的腺嘌呤脱氨酶E. coli TadA（ecTadA）进行了进化改造，人工进化得到能够对正常双链DNA上腺嘌呤进行脱氨的腺嘌呤脱氨酶。腺嘌呤脱氨酶能够将腺嘌呤A脱氨转变为次黄嘌呤I，I在被细胞识别的时候识别为G，因此被复制或者修复的时候就实现A•T碱基对转换成G•C。TadA, Cas9外加guide RNA就组成了一个腺嘌呤碱基( adenine base editor，ABE)编辑系统，在人类T细胞中实现A-T碱基转化为G-C碱基对（50%编辑效率），indels率0.1%左右。

此外，CRISPR技术先驱张锋研究组今年10月分别在science和nature发表了两篇关于cas13酶家族的文章，RNA editing with CRISPR-Cas13和RNA targeting with CRISPR–Cas13。在Prevotella菌中分离得到了PspCas13b酶，开发了CRISPR新系统RNA Editing for Programmable A-to-I replacement“REPAIR”，重新设计改造了PspCas13b，不能切割RNA但是可以结合在特定的靶序列RNA。同时，利用ADAR2蛋白对靶序列上腺嘌呤核苷A替换成次黄嘌呤核苷I，实现单碱基编辑。

Nature今年发表研究论文“Enhanced proofreading governs CRISPR–Cas9 targeting accuracy”指出改变修正Cas9的REC3结构域可以大幅降低CRISPR-Cas9系统的脱靶效应。

在临床应用方面，美，韩，中国的研究人员利用CRISPR-Cas9 基因组编辑技术修复人类胚胎中和遗传性心脏疾病有关的变异，虽然没有植入胚胎，但是进一步证实编辑人类生殖细胞系（卵子、精子或早期胚胎）的DNA是安全有效的。