众所周知，调控元件也称为遗传开关，散布在整个DNA的非编码区域。这些区域不编码蛋白，约占整个基因组的98％，如增强子，抑制子、绝缘子等，但这些调控元件如何共同发挥作用调控基因表达以及其他种种问题一直未被揭示。美医院血液学和计算生物学系程勇博士表示：“高通量检测技术平台普及前，识别关键调控元件的工作推进的非常缓慢。尽管进行了数十年的研究，但鉴定出的血红胎儿蛋白水平变化相关的调控元件和相关遗传变异仍不到一半”。程勇博士
为更好地理解镰刀状细胞贫血症和β地中海贫血症等疾病的发病机制，在程勇博士的领导医院研究团队开发出一种可识别调控元件并通过操纵基因表达来治疗镰刀状细胞病和β地中海贫血等疾病的高通量检测方法——ABEmax。利用该方法识别了数十种DNA调控元件，并发现这些调控元件在胎儿血红蛋白转换为成人血红蛋白时发挥协同作用，首次从单碱基水平揭示了调控胎儿血红蛋白的非编码区调控模式。研究人员认为该技术方法可推广到其他涉及基因调控的疾病研究领域。相关研究成果已发表在NatureGenetics杂志上。
文章发表在NatureGenetics
碱基编辑技术相比CRISPR技术更高效，将极速推动血红蛋白紊乱性疾病的临床研究和治疗进展
据介绍，研究团队发明的ABEmax碱基编辑高通量检测技术，结合了生物信息学算法和碱基编辑工具以分析碱基编辑技术对基因表达的影响。与传统的基因编辑工具（如CRISPR/Cas9）相比，ABEmax可高效编辑DNA任意碱基，同时不会产生大的DNA插入、缺失。
图1：碱基编辑器ABEmax工作原理。来源：NatureGenetics
镰状细胞疾病的重要特征是血红蛋白突变特征，这种突变导致镰刀细胞贫血症患者的柔韧圆盘状红细胞变为脆性镰刀状细胞，后者会阻碍血液流动，引发疼痛、器官受损，并增加早亡风险。婴儿出生后胎儿血红蛋白含量通常急剧下降，遗传变异意味着有些人一生中都会产生胎儿血红蛋白，而没有不良影响。在镰刀状细胞贫血DNA突变患者中，胎儿血红蛋白的持续存在会减轻患者的临床症状。
基于此，研究人员使用ABEmax对个调节元件中的个位点进行了碱基编辑。研究人员认为这些位点会影响胎儿血红蛋白表达，降低血红蛋白紊乱性疾病对机体的影响程度，例如通过碱基编辑将DNA双链中的A/T碱基替换为G/C碱基，镰状细胞贫血症患者的贫血症状可得到有效改善。因此BCL11A、MYB-HBS1L、KLF1和β样球蛋白基因的调控元件是该研究重点
