עריכת "אותיות" בודדות של DNA כבר מצויה בידי המדענים. הרבה יותר קשה להחליף בבת אחת מקטע גדול של גן — במיוחד ללא שבר דו-גדילי ב-DNA.
מחקר חדש בכתב העת Nature מתאר הרכבה מכשירה (prime assembly) — שיטה שמרחיבה את אפשרויות העריכה המכשירה (prime editing) ומאפשרת להשתיל באזורים מוגדרים של הגנום מקטעי DNA בגודל של כמה אלפי נוקלאוטידים.
המערכת יוצרת על שני גדילי ה-DNA "זנבות" קצרים חד-גדיליים של 3′. הם נבחרים כך שיתאימו לקצוות של מקטע התורם. לאחר מכן מנגנוני התא עצמם משלימים ומחברים את המולקולה.
באופן העקרוני הדבר מזכיר את הרכבת גיבסון — שיטה לחיבור מקטעי DNA במבחנה. רק שכאן הרכבה כזו מתרחשת ממש בתוך התא החי.
באחד הניסויים עבדו החוקרים עם הגן TINF2, שמוטציות בו קשורות להפרעות חמורות בשימור הטלומרים. הם החליפו מקטע באורך 106 נוקלאוטידים, תוך שמירה על רצף חומצות האמינו של החלבון. בתאי K562 יעילות העריכה הגיעה ל-33.1%.
המחברים גם הראו אינטגרציה של רצפי תורם בגודל של עד 12.1 קילובסיסים, ואת האפשרות לבצע ארגונים מחדש גדולים של הגנום הקיים, עד לקנה מידה של מגהבסיסים.
חשוב במיוחד שהרכבה מכשירה (prime assembly) פעלה לא רק בקווי תאים מעבדתיים, אלא גם בתאים המטופואטיים ראשוניים מסוג CD34+ של אדם ובלימפוציטים מסוג T, כולל תאים שאינם מתחלקים. היעילות שם נמוכה עדיין במידה ניכרת, אך עצם העובדה שעריכה כזו מתאפשרת מרחיבה את תחום היישום הפוטנציאלי של השיטה.
מעניין גם הרעיון של טיפול שאינו תלוי במוטציה מסוימת. במקום ליצור כלי נפרד לכל מוטציה, אפשר לנסות להחליף או לקודד מחדש בבת אחת קטע בעייתי שלם של הגן.
כלומר, העיקרון עשוי להשתנות: מוטציה אחת → תיקון אחד לאזור אחד של הגן → מבנה אוניברסלי אחד.
בינתיים הרכבה מכשירה (prime assembly) נותרת טכנולוגיה ניסיונית. עוד צריך להפוך אותה ליעילה יותר בתאים בעלי חשיבות טיפולית, ולפתור את בעיית אספקת המרכיבים ישירות אל תוך הגוף.
אך התפיסה עצמה מלמדת על תפנית חשובה בהנדסה גנטית: עריכת הגנום עוברת בהדרגה מחיתוך ה-DNA להרכבה מתוכנתת שלו בתוך התא.
