馬薩諸塞州坎布里奇——麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的研究人員設(shè)計了一種方法來選擇性地開啟靶細(xì)胞(包括人類細(xì)胞)的基因療法。他們的技術(shù)可以檢測細(xì)胞中特定的信使 RNA 序列，然后該檢測會觸發(fā)從轉(zhuǎn)基因或人工基因中產(chǎn)生特定蛋白質(zhì)。
由于轉(zhuǎn)基因在錯誤的細(xì)胞中表達(dá)時會產(chǎn)生負(fù)面甚至危險的影響，因此研究人員希望找到一種方法來減少基因療法的脫靶效應(yīng)。區(qū)分不同類型細(xì)胞的一種方法是讀取細(xì)胞內(nèi)的 RNA 序列，這些序列因組織而異。
通過找到一種只有在“讀取”細(xì)胞內(nèi)的特定 RNA 序列后才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因的方法，研究人員開發(fā)了一種技術(shù)，可以在從再生醫(yī)學(xué)到癌癥治療的應(yīng)用中微調(diào)基因療法。例如，研究人員可以通過設(shè)計他們的系統(tǒng)來識別癌細(xì)胞并在這些細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生有毒蛋白質(zhì)，并在此過程中殺死它們，從而可能創(chuàng)造出新的療法來摧毀腫瘤。
“這為新興的 RNA 療法領(lǐng)域帶來了新的控制電路，開辟了下一代 RNA 療法，這些療法可以設(shè)計為僅以細(xì)胞特異性或組織特異性方式開啟，”特梅爾教授詹姆斯柯林斯說。麻省理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)研究所(IMES)和生物工程系的醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)，該研究的資深作者。
研究人員說，這種高度靶向的方法基于病毒用來控制宿主細(xì)胞中基因翻譯的遺傳元件，可能有助于避免影響整個身體的治療的一些副作用。
哈佛大學(xué) Wyss 生物啟發(fā)工程研究所研究員 Evan Zhao 和 Wyss 研究所麻省理工學(xué)院博士后和技術(shù)研究員 Angelo Mao 是該研究的主要作者，該研究今天發(fā)表在Nature Biotechnology 上。
RNA檢測
信使 RNA (mRNA) 分子是編碼構(gòu)建特定蛋白質(zhì)指令的 RNA 序列。幾年前，柯林斯和他的同事們開發(fā)了一種方法，利用 RNA 檢測作為刺激細(xì)胞在細(xì)菌細(xì)胞中產(chǎn)生特定蛋白質(zhì)的觸發(fā)器。該系統(tǒng)的工作原理是引入一種稱為“toehold”的 RNA 分子，該分子與編碼特定蛋白質(zhì)的 mRNA 分子的核糖體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合。(核糖體是根據(jù) mRNA 指令組裝蛋白質(zhì)的地方。)這種結(jié)合阻止了 mRNA 被翻譯成蛋白質(zhì)，因?yàn)樗荒芨街诤颂求w上。
RNA 立足點(diǎn)還包含一個序列，該序列可以與作為觸發(fā)器的不同 mRNA 序列結(jié)合。如果檢測到該目標(biāo) mRNA 序列，則腳趾會釋放其抓地力，并將被阻斷的 mRNA 翻譯成蛋白質(zhì)。這種 mRNA 可以編碼任何基因，例如熒光報告分子。該熒光信號為研究人員提供了一種可視化是否檢測到目標(biāo) mRNA 序列的方法。
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