新工具针对RNA进行编辑 展示其药用潜力

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【大纪元2022年06月24日讯】(大纪元记者李少维编译报导)科学家们将RNA编辑工具做了改进,发明出紧凑型的Cas7-11S编辑酶,大幅提高了它的实用性和有效性,为药物研发提供了新的思路。

过去十年以来,人们熟知的基因编辑工具CRISPR-Cas9是以DNA为标靶的操作。去年,麻省理工学院(MIT)引领的研究组推出了第一个将RNA作为标靶的编辑技术,能够在不伤害细胞DNA的情况下实现基因编辑。

细胞内的DNA含有生物体一生固定的基因密码,不断复制传递给新生成的细胞。所以对DNA进行的编辑是永久性的。RNA则是过渡性的信号分子,从DNA中转录信息,完成它的任务后就会被降解。

长久以来的基因编辑研究所使用的CRISPR-Cas9,都是将DNA作为标靶进行编辑,但是精确度不够高、风险大,而且研究者发现在很多临床应用上,并不需要改写DNA,编辑RNA更为实用和有效。

这项技术的主要作者之一麻省理工学院的乔纳森·古腾伯格(Jonathan Gootenberg)说:“永久性地改变DNA有很多好处,特别是治疗遗传性疾病。但是对于像感染、受伤这类暂时性的疾病,通过改变RNA做出临时的改变更为合理。”

古腾伯格说,在它们的研究组推出Cas7-11工具之前,唯一一个能够编辑RNA的工具Cas13有很多副作用:一旦侦测到特定的基因,就开始对其全面切割。这比较适合进行诊断测试,比如侦测特定RNA片段是否存在,而不适合用于治疗。用于治疗的编辑工具需要能够进行有目标的切割。

因此,Cas7-11的发明开启了能够对RNA进行像DNA一样编辑的新的技术领域。但是Cas7-11蛋白体积较大,难以装进空的病毒壳中。要投入应用,研究人员一般要把这些蛋白装在病毒空壳里面,送入细胞内部实现编辑。

这个研究组与日本东京帝国大学(University of Tokyo)的研究人员合作,造出了紧凑型的Cas7-11蛋白酶——Cas7-11S。

合作研究者麻省理工学院的奥马尔·阿布迪耶(Omar Abudayyeh)说:“我们看到它(Cas7-11蛋白酶)的结构,很明显一些部件是不必要的,我们可以把它们移除。这样能把这种酶变得足够小,装在病毒载体内,从而可以投入各种治疗应用。”

研究人员把Cas7-11S装入单个病毒载体,送入哺乳动物的细胞内进行试验,结果显示这种新工具能够有效针对RNA进行编辑。

研究组正在继续研究怎样把Cas7-11作为药物投入应用。“想象一下,你可以接受RNA基因疗法,它能改变你的RNA,但是一旦你停止服药,这种改变也同时停止。这种工具真的很有用,这才刚开始。”

这份研究5月27日发表于《细胞》(Cell)杂志。◇

责任编辑:叶紫微

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