不用病毒,纳米颗粒也能递送 CRISPR“剪刀”【易科学】

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英国《自然·生物医学工程》杂志日前在线发表的一篇论文,介绍了通过纳米颗粒而非病毒来递送 CRISPR 基因组编辑分子的方法。实验中,美国科学家利用这种非病毒递送方法,有效纠正了引起小鼠杜氏肌营养不良症的遗传突变。

CRISPR 被称为“生物科学领域的游戏规则改变者”,现已发展成为该领域最炙手可热的研究工具之一。以往研究表明,通过介入,CRISPR 能使基因组更有效地产生变化或突变,效率比既往基因编辑技术更高。目前,CRISPR 技术在医疗健康方面的应用潜力,取决于将三种 DNA 编辑组件——Cas9 DNA 剪切酶、向导 RNA 以及待插入基因组的 DNA 供体有效递送至特定的靶细胞。病毒可用来转运这些分子,但是存在安全隐患,运量也有限,更重要的是,其会降低 CRISPR 组件的编辑效率。

此次,美国加州大学伯克利分校科学家尼仁·穆希、艾琳娜·康柏及其同事通过研究表明,CRISPR 组件可被包装在单个纳米金粒子周围,然后包裹在保护性聚合物内。该纳米粒子可以将 CRISPR 组件有效递送至各种不同细胞内,即是说,一种有效的非病毒 CRISPR 递送机制出现。

他们的实验同时表明,基因编辑通过同源介导的双链 DNA 修复(修复由 Cas9 DNA 剪切酶造成的 DNA 双链断裂的最准确机制)进行,而且作为实验对象的杜氏肌营养不良症小鼠,其肌肉组织内的脱靶编辑已降到最低。杜氏肌营养不良症是一种 X 染色体隐性遗传疾病,病患会因骨骼肌不断退化而出现肌肉无力或萎缩,导致不便行走,医学界尚无有效疗法。

总编辑圈点

如何将用于基因编辑的 Cas9 蛋白和向导 RNA 有效运送到特定靶细胞,一直是 CRISPR/Cas9 技术有效性的关键挑战之一。用病毒当成运输载体的问题在于,Cas9 完成切割任务后,细胞仍会继续生产此种蛋白。其实,科学家们一直在寻找替代运输工具,如今有所突破,希望就寄托在纯金纳米颗粒上。现在看来,它表现不错,用它来递送基因编辑分子,同样在小鼠身上纠正了引起病症的遗传突变。确实,在 CRISPR 这一充满活力的领域,你总可以期待各种新突破,而且,它常常会比你期待的更快到来。

来源/科技日报   作者/张梦然 

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