Nat Chem Biol：科學(xué)家開發(fā)出改變DNA的新技術(shù)治療多種人類疾病

圖片來源：www.phys.org

--近日，一項刊登于國際雜志Nature Chemical Biology上的研究報告中，來自新加坡A*STAR研究所的研究人員通過研究開發(fā)了一種新型蛋白，相比當(dāng)前的方法而言，這種蛋白質(zhì)可以以較高的準(zhǔn)確性改變活體細(xì)胞中的DNA分子，準(zhǔn)確地改變DNA的能力或許就為研究人員開發(fā)新型個體化療法來幫助治療目前很多無法治療的人類疾病提供了新的思路，比如神經(jīng)變性疾病（亨廷頓?。?、肌營養(yǎng)不良癥和血液障礙等。
這種名為iCas的新型蛋白能夠被外部化學(xué)輸入所控制，而且還能夠同CRISPR-Cas技術(shù)結(jié)合來解決很多問題，CRISPR-Cas技術(shù)是目前改變DNA的金標(biāo)準(zhǔn)，比如，Cas酶有時候能夠改變DNA中的位置，而在iCas蛋白的幫助下，用戶們就能夠控制酶類活性并且盡可能減少細(xì)胞中非計劃的DNA修飾作用。
研究者Tan Meng表示，DNA就好象一本說明書一樣，其能夠告知細(xì)胞該如何表現(xiàn)出自己的行為，因此如果我們能夠重寫說明書中的指令的話，我們或許就能夠?qū)?xì)胞進(jìn)行控制；而本文研究中我們開發(fā)的iCas蛋白就好象光學(xué)開關(guān)一樣，其能夠根據(jù)我們的意愿被開啟或關(guān)閉，同時在反應(yīng)時間和可靠性上其明顯優(yōu)于當(dāng)前的一些方法。
DNA修飾如何工作？
為了確保DNA能夠被精確改變，Cas酶的活性就必須被嚴(yán)格調(diào)控；能夠使得iCas蛋白表達(dá)開啟或關(guān)閉的是化學(xué)物他莫昔芬，他莫昔芬是一種常用于治療且抑制乳腺癌的藥物，當(dāng)該藥物不存在時，iCas就會在不對DNA產(chǎn)生任何改變的情況下被關(guān)閉，當(dāng)利用他莫昔芬開啟iCas的表達(dá)時，iCas就會對靶向的DNA位點進(jìn)行準(zhǔn)確編輯。這項研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，iCas優(yōu)于其它化學(xué)物誘導(dǎo)的CRISPR-Cas技術(shù)，而且反應(yīng)率較高，且能夠被重復(fù)開啟或關(guān)閉。
iCas較高的反應(yīng)速度或許就能夠?qū)NA編輯進(jìn)行準(zhǔn)確嚴(yán)格地控制，而這對于臨床應(yīng)用或許非常重要；比如，在研究細(xì)胞信號通路或脊椎動物發(fā)育過程中，iCas蛋白就能夠精確地靶向作用組織中的一系列細(xì)胞或者對特殊發(fā)育階段的DNA進(jìn)行精確編輯。研究者Huimin Zhao博士說道，iCas技術(shù)是不斷發(fā)展的CRISPR工具箱中的重要一員，其能夠以精確控制的方式來對基因組進(jìn)行編輯，并且為基礎(chǔ)和應(yīng)用生物學(xué)研究中使用CRISPR技術(shù)提供一定的研究線索和思路。
研究者指出，技術(shù)的不斷發(fā)展將會幫助科學(xué)家們進(jìn)行更加精確的DNA編輯，同時也將能夠幫助科學(xué)家們對細(xì)胞進(jìn)行工程化操作來修復(fù)細(xì)胞中的DNA突變。DNA編輯是一項讓科學(xué)家們非常激動的研究領(lǐng)域，其對于未來疾病的研究以及新型療法的開發(fā)無疑將會帶來巨大的幫助。