定點(diǎn)RNA編輯作為遺傳剪刀的替代品
CRISPR / Cas基因編輯工具的發(fā)展標(biāo)志著遺傳信息靶向改變的革命。它為基礎(chǔ)研究和基因修復(fù)開(kāi)辟了大量機(jī)會(huì)。然而,改變DNA有其風(fēng)險(xiǎn) - 它所導(dǎo)致的任何錯(cuò)誤將永久地存儲(chǔ)在基因組中,因此可能在以后的個(gè)體和他/她的后代中引起問(wèn)題。
由蒂賓根大學(xué)教授生物化學(xué)研究所的Thorsten Stafforst教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已經(jīng)開(kāi)展了七年的低風(fēng)險(xiǎn)替代研究,尋找RNA水平上靶向遺傳改變的方法。新方法利用正常的細(xì)胞過(guò)程:DNA中編碼的信息通過(guò)RNA形式的工作拷貝轉(zhuǎn)發(fā),當(dāng)不再需要時(shí),RNA會(huì)降解。如果改變RNA,原始信息將保留在DNA中?,F(xiàn)在,研究人員已經(jīng)能夠精確有效地編輯細(xì)胞內(nèi)的這些RNA轉(zhuǎn)錄分子。該研究已發(fā)表在最新的自然方法中。
細(xì)胞將DNA中的遺傳信息(以四種不同堿基序列編碼)復(fù)制到RNA分子中。該信息成為一組指令,用于生產(chǎn)各種組合物中的無(wú)數(shù)蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)反過(guò)來(lái)充當(dāng)細(xì)胞中的構(gòu)建塊并控制其代謝。“我們的RNA編輯方法基于一種蛋白質(zhì)構(gòu)建體,它在指導(dǎo)RNA的幫助下到達(dá)RNA靶分子并轉(zhuǎn)化某些堿基。這使得重寫(xiě)構(gòu)建蛋白質(zhì)的指令成為可能,”Stafforst解釋說(shuō)。RNA操作可以精細(xì)調(diào)節(jié)并且是可逆的,使得該方法對(duì)于治療由突變引起的疾病特別有吸引力。
限時(shí)操縱
Stafforst指出,該工具可能會(huì)獲得許多導(dǎo)致疾病的突變。他補(bǔ)充說(shuō),RNA中引入的瞬時(shí)變化使得有可能干預(yù)信號(hào)通路,例如炎癥,其永久性操作將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。“我們已經(jīng)證明了編碼信號(hào)蛋白的多種轉(zhuǎn)錄本的同時(shí)編輯,”Stafforst說(shuō)。研究人員表明,他們的方法效率是最近公布的定點(diǎn)RNA編輯方法的兩倍,后者基于CRISPR / Cas方法的變體。
蒂賓根大學(xué)的研究人員與斯坦福大學(xué)的Jin Billy Li教授一起工作,證明該方法只會(huì)犯很少的錯(cuò)誤 - 科學(xué)家們可以將這些錯(cuò)誤降到最低。Stafforst補(bǔ)充說(shuō),該方法效率高,比競(jìng)爭(zhēng)方法更具體。為基礎(chǔ)研究和醫(yī)學(xué)應(yīng)用定點(diǎn)RNA編輯所做的努力才剛剛開(kāi)始。“未來(lái),我們希望省略工程蛋白質(zhì),并使用天然存在的酶來(lái)利用它們進(jìn)行定點(diǎn)RNA編輯,”Stafforst說(shuō)。該團(tuán)隊(duì)已就其方法申請(qǐng)專利。
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