圣裘德儿童研究医院的科学家们创造了一种工具，可以找到将基因引入人类 DNA 的安全场所。该工具是提高基因和细胞疗法安全性和有效性过程的早期步骤。这项工作今天出现在Genome Biology上。

“我们已经创建了编辑基因组的谷歌地图，”共同通讯作者、圣犹达血液学系的 Yong Cheng 博士说。“通过这个工具，我们提供了一种新方法来识别安全整合基因盒的位置。我们创建了分步指导，因此您可以按照步骤轻松找到特定组织中的安全港位点。”

基因疗法，其中患者被给予功能失调基因的功能拷贝，已显示成功治愈某些遗传疾病。然而，该领域遇到了安全问题，包括无意中激活了导致某些患者患癌的癌基因。作为回应，该领域一直在寻找“安全港位点”——基因组中可以插入基因而不会导致癌症或其他问题的位置。科学家们创建了一条管道，该管道使用来自特定组织(如血细胞)的基因组和表观遗传信息来寻找安全港位置。

寻找安全港站点的新方法

该工具使用来自 1000 Genomes Project 的数据比较健康人之间高度可变的 DNA 序列。如果一个 DNA 区域经常在健康人中被删除或插入，研究人员推断它也可能通过基因疗法安全地改变。

“我们的方法是一种以组织特异性方式识别基因组安全港位点的新方法，”Cheng 说。“没有人从这个角度尝试过。我们的第一步是找到在健康个体中显示出高频率插入或缺失的基因组位点。”

如果单个细胞中的 DNA 是一根绳子，它就会有两米长。但除了线性序列之外，DNA 还可以使用染色质(与 DNA 相关的蛋白质)循环成复杂的 3D 结构，以适应细胞。就像一根弦一样，DNA 可以有影响其功能的环。在搜索可访问的安全港站点时，St. Jude 工具会考虑这些环路和其他结构的存在。

“我们的工具评估 DNA 的 3D 结构，因为人类 DNA 不是一维线性结构，它实际上是 3D，”Chen 说。“因此，部分 DNA 可能在 DNA 的线性序列中很远，但由于 3D 结构的循环，它们可能在物理上彼此相邻。在这种情况下，3D 接近度比线性距离更重要。”

平衡安全性和治疗性基因表达

“安全的基因治疗需要两件事，”程说。“第一，保持新基因的高表达。第二，整合需要对正常人类基因组产生最小的影响，这是进行基因治疗的人们的主要关注点。”