一周科技新闻_基因编辑工具箱多了把“瑞士军刀”

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  据克日揭晓在《分子细胞》杂志上的一项研究,一种名为CasMINI的紧凑高效的CRISPR-Cas系统可普遍用于细胞工程和基因治疗,由于它更容易进入细胞。

  美国斯坦福大学生物工程助理教授齐磊示意,这是CRISPR基因组工程应用向前迈出的要害一步。“据我们所知,作为一种基因组编辑手艺,这是迄今为止最小的CRISPR。若是将Cas9视为分子铰剪,那么我们缔造的就是一把包罗多种功效的瑞士军刀。”

  CRISPR-Cas系统为开发种种遗传疾病的基因疗法提供了时机,但它们尺寸太大,递送到细胞、组织或生物体中会受限制,从而阻碍临床应用,因此需要设计加倍高效、紧凑的Cas系统。

  一种可能的解决方案是Cas12f。该卵白介于400―700个氨基酸之间,巨细还不到现在使用的CRISPR系统(如Cas9或Cas12a)的一半。“近年来已经判定出数千个CRISPR。”齐磊注释说,“然而,跨越99.9%的已发现CRISPR无法在人类细胞中施展作用,这限制了它们作为基因组编辑手艺的使用。”

  在这项新研究中,齐磊及其团队将RNA和卵白工程应用于Cas12f系统,以天生用于哺乳动物基因组工程的高效微型Cas系统。Cas12f自然起源于古细菌(单细胞生物),这意味着它不太适合哺乳动物细胞,更不用说人类细胞或身体。但通过优化单向导RNA设计并举行多轮迭代卵白工程和筛选,研究职员最终天生了一类名为CasMINI的Cas12f变体。

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  工程化的Cas12f卵白变体与工程化的单向导RNA相连系,显示出有用的基因调控和基因编辑活性。CasMINI可以驱动与Cas12a相关的高水平基因活性,并允许举行稳健的碱基编辑和基因编辑。此外,它具有高度特异性,不会发生可检测的脱靶效应。

  工程化CasMINI分子的巨细仅为529个氨基酸。这种小尺寸使其适用于普遍的治疗。此外,CasMINI mRNA可以很容易地包装到脂质纳米颗粒或其他RNA递送方式中,潜在地增强了其进入细胞的能力。

  “微型CasMINI的可及性实现了新的应用,从体外应用(例如设计更好的肿瘤杀伤淋巴细胞或重编程干细胞)到体内基因疗法(治疗眼睛、肌肉或肝脏的遗传疾病)。”齐磊说,“它将成为治疗遗传疾病、治愈癌症和逆转器官退化的方式。”

   总编辑圈点

  与前几代基因编辑工具,如锌指酶相比,CRISPR系统已经依附其成本低廉、简捷易用,风靡全球众多生物医学实验室,成为该领域无数科研职员手中的高效工具。只管云云,CRISPR系统还难称完善,以是它依然在不停升级和完善之中。仅在近期,就有多个喜报传来:例如开发出迄今为止最小的CRISPR、围绕CRISPR系统开发RNA递送平台等等。这些研究希望都市使CRISPR这把“基因铰剪”越来越壮大。记者张梦然