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《科学》杂志才刚刚报道***学者张锋教授在基因疗法领域做出的潜在颠覆性变革。不到半个月,张锋教授团队又在《自然》子刊《自然-生物技术》发表一篇关于RNA编辑的重要论文。一些医药行业的知名媒体表示,这可能是RNA编辑的一大突破!
作为CRISPR基因编辑技术的先驱,张锋教授团队的这篇论文依旧把***放在了CRISPR-Cas13基因编辑系统上。研究人员们指出,这一斩获诺奖的技术有着诸多应用前景,而***为前沿的方向之一,就是用于RNA的编辑。
如果说DNA编辑是重新书写生命的蓝图,那么RNA编辑则没有那么极端。与DNA编辑不同,它不会***改变基因组的遗传密码,而只会对基因表达进行暂时的调控——如果某个致病基因表达过多,我们可以通过RNA编辑的方法控制它的表达量;而如果某个致病基因上存在突变,我们也可以暂时让它恢复正常。
既然RNA编辑相对DNA编辑有其多个优势,那为什么科学家们之前没有在这个领域上做出太多突破呢?很大程度上,这是因为CRISPR-Cas13系统很难直接应用于RNA编辑。具体一点说,这是因为这套系统里关键的Cas13酶尺寸太大,难以通过传统的AAV病毒载体进行递送——这正是目前应用得***广泛的病毒载体。
为了克服这个困难,研究人员们在原核生物以及病毒的基因组里寻找全新的Cas13酶,并发现两类“超级迷你”的Cas13家族:Cas13bt与Cas13ct。与一些Cas13酶相比,它们的尺寸几乎要小上将近一半!由于前者在哺乳动物中的活性更高,Cas13bt也被选作后续的研究对象。
在Cas13bt小家庭里,一共有16个蛋白成员。初步的研究表明,它们具有在CRISPR RNA的指导下靶向RNA,并“切开”RNA的能力。在人类细胞系里,研究人员所选择的Cas13bt1与Cas13bt3两个蛋白也能够敲低报告基因的表达,证明了它们的功能性。
随后,研究团队将失活的Cas13bt1与Cas13bt3蛋白引入已有的RNA编辑工具REPAIR与RESCUE中,评估它们的应用潜力。与预期一样,这两个蛋白在RNA编辑工具里也能发挥自己的功效,将对应的RNA碱基进行编辑。
▲这套系统能装进AAV2载体中
更令人可喜的是,尺寸较小的Cas13bt蛋白还能直接被装进AAV载体,进行递送。研究人员们将REPAIR系统需要的CRISPR RNA与Cas13bt1一起装进了AAV2载体中,确认其能对人类细胞系进行编辑。但研究人员们也发现,这一系统目前的编辑效率还不高,低于质粒DNA的转染效率,这也表明这一系统还有进一步优化的空间。
“AAV是许多不同的递送方式之一。我们之所以探索AAV,是因为它位于***成熟的病毒递送方式之列。但我们也在研究其他系统,”张锋教授说道,“我们需要探索许多不同的递送方法,因为不同的递送方法可能适用于不同的组织。我们希望在应用上选择***好的递送手段。”
综合来看,本研究发现的Cas13bt蛋白为体内RNA调控提供了一项重要的新工具。在细胞系中,这些蛋白也得到了概念上的验证。未来,我们期待它能得到进一步优化,早日在临床上得到应用。
RNA提取磁珠属于纳米生物磁珠的一种,主要作用是用于核酸提取过程中的RNA提取,粒径分布在500nm左右,是洛阳吉恩特生物自主研发生产的高分子纳米磁性微球,该磁珠悬浮时间长,磁响应时间迅速,对DNA甲基化过程中的提取环节提供良好的支持,可明显缩短实验时间,提高实验效率,并在提取结果上保持稳定,配合核酸提取仪,更能实现快速的RNA提取。