西班牙國家癌症研究中心(CNIO)的研究團隊在2025年10月初宣布一項重大的科學進展,成功創建了名為「人類修復體圖譜」(human reparoma)的資料庫。此圖譜詳盡描繪了約20,000個人類基因在DNA雙鏈斷裂修復過程中的作用,並已發表於頂尖科學期刊《Science》。這項研究揭示了DNA修復後留下的突變特徵,為個人化癌症治療和基因編輯技術的發展開啟了新的可能性。
研究團隊透過系統性地使近20,000個獨立細胞群中的每個基因失活,並利用CRISPR-Cas9基因編輯技術誘導DNA雙鏈斷裂,進而觀察修復過程中產生的獨特突變標記。透過高通量定序和先進的計算分析,他們得以編目和分類這些模式,最終建構出一個前所未有的基因修復結果圖譜。目前,名為REPAIRome的入口網站已開放給全球研究人員探索基因對DNA修復的影響。
這項研究的意義重大,直接關聯到個人化癌症治療與基因編輯技術的進步。深入理解DNA修復機制對於開發更有效的癌症療法至關重要,特別是在克服治療抗藥性以及確保新興基因療法的安全性和精確性方面。例如,CRISPR-Cas9技術本身就依賴細胞的DNA雙鏈斷裂修復途徑,如非同源末端連接(NHEJ)和同源定向修復(HDR),以實現基因編輯。了解這些修復途徑的細微差別,對於精確控制基因編輯結果至關重要。
「人類修復體圖譜」的創建不僅為科學界提供了一個強大的資源,也為癌症生物學、基因組學和生物技術應用開闢了廣闊的前景。它為假設驅動的研究提供了平台,以深入探討DNA修復途徑,並對基因組穩定性、突變過程以及細胞對基因毒性壓力的反應產生新的見解。從轉譯角度來看,識別與基因缺失或功能障礙相關的修復景觀,能夠實現精準腫瘤學策略,選擇性地破壞腫瘤DNA修復途徑,克服抗藥性並改善患者預後。對於基因編輯而言,修復體圖譜提供的詳細基因景觀,為優化編輯協議、最小化脫靶效應和實現精確基因校正鋪平了道路。
這項由CNIO研究人員主導,並獲得西班牙科學、創新與大學部、西班牙研究機構(AEI)以及歐洲區域發展基金等多個西班牙和歐洲公共實體支持的專案,代表了功能基因組學方法學的重大進展。透過系統性地分析每個基因對DNA修復的影響,研究人員能夠以前所未有的規模和解析度探索DNA修復中的基因功能關係。這項研究的成果預計將加速對基因組穩定性、突變過程以及細胞對基因毒性壓力的反應的理解,並為開發更精準、更有效的癌症治療方法和基因編輯工具奠定堅實的基礎。