科学家已经能够编辑DNA中的单个“字母”。但要一次性替换基因中一大段区域则要困难得多——尤其是在不造成DNA双链断裂的情况下。
《自然》杂志上的一项新研究描述了一种名为“prime assembly”（先导组装）的方法，它拓展了先导编辑的能力，能够将数千个核苷酸大小的DNA片段插入基因组的指定区域。
该系统在DNA的两条链上生成短的3′单链“尾巴”。这些“尾巴”经过设计，能够与供体片段的末端相匹配。随后，细胞自身的机制会完成补齐并将分子连接起来。
在原理上，这类似于Gibson组装——一种在试管中连接DNA片段的方法。只不过在这里，类似的组装过程直接发生在活细胞内部。
在一项实验中，研究人员针对TINF2基因开展了研究，该基因的突变与严重的端粒维持障碍有关。他们替换了一段长度为106个核苷酸的区域，同时保留了蛋白质的氨基酸序列。在K562细胞中，编辑效率达到了33,1%。
作者还展示了大小可达12,1千碱基的供体序列的整合，以及对已有基因组进行大规模重排、直至兆碱基尺度的可能性。
尤其重要的是，先导组装不仅在实验室细胞系中有效，在原代人CD34+造血细胞和T淋巴细胞中同样有效，包括在非分裂细胞中。那里的效率目前还明显较低，但这种编辑本身的存在拓展了该方法的潜在应用范围。
另一种不依赖于特定突变的治疗思路也很有意思。与其为每一种突变单独开发工具，不如尝试一次性替换或重新编码整个有问题的基因区域。
也就是说，这一原则可能会发生改变：一种突变 → 针对一个基因区域的一次修复 → 一种通用构建体。
目前，先导组装仍是一项实验性技术。还需要提高它在具有治疗重要性的细胞中的效率，并解决将各组分直接递送至体内的问题。
但这一概念本身显示了基因工程中的一个重要转变：基因组编辑正逐渐从切割DNA转向在细胞内对其进行可编程的组装。
