類藥物分子使基因編輯更精準(zhǔn)

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
設(shè)想有那么一天，科學(xué)家可以在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)替換機(jī)體DNA來(lái)尋找一系列問(wèn)題答案，或許醫(yī)生還能設(shè)計(jì)改變病人基因的藥物來(lái)治療基因異常。有點(diǎn)像科幻小說(shuō)？隨著基因編輯技術(shù)（cas9/crispr系統(tǒng)）的發(fā)展，這終將成為現(xiàn)實(shí)。

但在實(shí)現(xiàn)之前，科學(xué)家必須克服一系列困難，包括如何提高基因組編輯修改目標(biāo)dna序列的速度。而這正是美國(guó)哈佛大學(xué)化學(xué)生物學(xué)教授劉大衛(wèi)和他的同事要破解的難題。

劉教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種可以被小的類藥物分子激發(fā)活性的cas9形式，修改人類基因組中目標(biāo)dna序列的速度比標(biāo)準(zhǔn)cas9形式快25倍。研究成果發(fā)表在最近的《自然·生物化學(xué)》雜志上。

“研究旨在通過(guò)對(duì)活躍期的cas9仔細(xì)控制來(lái)提高基因編輯的特異性。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)cas9形式，只在給細(xì)胞提供無(wú)害類藥物小分子時(shí)才能表現(xiàn)活躍?！眲⒔淌谡f(shuō)，“我們能證明用這個(gè)系統(tǒng)可以高效修改基因組?！?br />
劉教授解釋說(shuō)，用小分子控制cas9活性的想法雖然得以實(shí)現(xiàn)，但與其他藥物治療或?qū)嶒?yàn)室工具不同，基因編輯技術(shù)不是一個(gè)“穩(wěn)態(tài)”化學(xué)過(guò)程，“我們想要的就是爆發(fā)的基因編輯活性短暫到足以修改一到兩種目標(biāo)基因，然后你還可以讓這種活性消失并不再影響細(xì)胞進(jìn)程?！?br />
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，為了獲得這種“短暫爆發(fā)的活性”，劉教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)了這種只在類藥物小分子出現(xiàn)時(shí)才表現(xiàn)活性的蛋白質(zhì)形式，“目前發(fā)表的基因編輯技術(shù)通常沒(méi)有時(shí)間限制，這一過(guò)程持續(xù)數(shù)天甚至更長(zhǎng)。但是用我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以讓cas9蛋白保持幾小時(shí)的活性，然后立刻‘收手’，蛋白質(zhì)很快變得‘遲鈍’起來(lái)。在活性高峰期過(guò)后，新的cas9蛋白質(zhì)就不會(huì)再持續(xù)活躍了?！?br />
劉教授希望有一天cas9和crispr技術(shù)能夠精準(zhǔn)到修改速率低于同步自然免疫的速率。他解釋說(shuō)：“如果能做到這一點(diǎn)，病人使用基因編輯技術(shù)相關(guān)療法后，再患上癌癥或其他基因疾病的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大降低?！?br />
鑒于基因編輯是一項(xiàng)全新的技術(shù)，他建議，科學(xué)家和其他社會(huì)組織之間建立一種對(duì)話關(guān)系，確保在發(fā)展和應(yīng)用中對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)“充分考慮”。