新基因編輯工具有助于更準(zhǔn)確識(shí)別和治療患病細(xì)胞
2020-02-17
來源：科技日?qǐng)?bào)
美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員近日在《分子細(xì)胞》雜志上發(fā)表論文稱，他們?cè)O(shè)計(jì)出一種新型CRISPR-Cas基因編輯工具，可一次探測(cè)和控制多個(gè)遺傳電路。研究人員稱，這一新技術(shù)有助于更準(zhǔn)確地檢測(cè)癌癥，并幫助消除癌細(xì)胞。
人體中的每個(gè)細(xì)胞都有一個(gè)類似計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，通過成千上萬個(gè)電路發(fā)送生物信號(hào)，以監(jiān)視細(xì)胞的需求并調(diào)節(jié)其反應(yīng)。當(dāng)發(fā)生癌癥等疾病時(shí)，這些電路通常會(huì)出錯(cuò)，導(dǎo)致異常的信號(hào)和反應(yīng)。如何準(zhǔn)確檢測(cè)這些異常信號(hào)，對(duì)于疾病診斷和治療至關(guān)重要。
在新研究中，斯坦福大學(xué)研究人員對(duì)他們此前開發(fā)的CRISPR-Cas基因編輯工具進(jìn)行了擴(kuò)展升級(jí)，在其基礎(chǔ)上建立了新的感知—響應(yīng)系統(tǒng)。這個(gè)被稱為分離式dCas12a平臺(tái)的系統(tǒng)可在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中構(gòu)建多輸入、多輸出的邏輯電路。該系統(tǒng)具有高度可編程性，可以生成帶有2個(gè)、3個(gè)和4個(gè)輸入的可擴(kuò)展與門。而通過使用抗CRISPR蛋白作為OFF開關(guān)，它也可以整合非邏輯。通過將分離式dCas12a平臺(tái)與多個(gè)腫瘤相關(guān)啟動(dòng)子偶聯(lián)，研究人員證明，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)邏輯門控，對(duì)乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行特異性檢測(cè)，并執(zhí)行治療性免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)。
研究人員指出，在適當(dāng)時(shí)機(jī)整合生物信號(hào)并執(zhí)行功能響應(yīng)的能力對(duì)于使用合成生物學(xué)進(jìn)行復(fù)雜細(xì)胞工程至關(guān)重要。雖然CRISPR-Cas系統(tǒng)已經(jīng)被用于基因組的合成操作，但尚未被完全用于復(fù)雜的環(huán)境信號(hào)感知、整合和驅(qū)動(dòng)。他們創(chuàng)建的新工具，可以同時(shí)探測(cè)和控制多個(gè)遺傳電路，這十分重要，因?yàn)橄癜┌Y這樣的復(fù)雜疾病通常是由涉及多個(gè)基因的一系列故障導(dǎo)致的，很難通過單個(gè)基因分析來識(shí)別。新技術(shù)可幫助醫(yī)生更加精準(zhǔn)地識(shí)別疾病狀態(tài)，更加安全地進(jìn)行治療。
研究人員認(rèn)為，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍不僅限于治療癌癥等疾病，還有其他用途，如用于促進(jìn)干細(xì)胞快速轉(zhuǎn)化以修復(fù)受損器官等。
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