類藥物分子使基因編輯更精準

來源：科技日報
設想有那么一天，科學家可以在實驗室通過替換機體DNA來尋找一系列問題答案，或許醫(yī)生還能設計改變病人基因的藥物來治療基因異常。有點像科幻小說？隨著基因編輯技術（cas9/crispr系統(tǒng)）的發(fā)展，這終將成為現(xiàn)實。

但在實現(xiàn)之前，科學家必須克服一系列困難，包括如何提高基因組編輯修改目標dna序列的速度。而這正是美國哈佛大學化學生物學教授劉大衛(wèi)和他的同事要破解的難題。

劉教授帶領的科研團隊開發(fā)出一種可以被小的類藥物分子激發(fā)活性的cas9形式，修改人類基因組中目標dna序列的速度比標準cas9形式快25倍。研究成果發(fā)表在最近的《自然·生物化學》雜志上。

“研究旨在通過對活躍期的cas9仔細控制來提高基因編輯的特異性。我們設計了一個cas9形式，只在給細胞提供無害類藥物小分子時才能表現(xiàn)活躍。”劉教授說，“我們能證明用這個系統(tǒng)可以高效修改基因組?！?br />
劉教授解釋說，用小分子控制cas9活性的想法雖然得以實現(xiàn)，但與其他藥物治療或實驗室工具不同，基因編輯技術不是一個“穩(wěn)態(tài)”化學過程，“我們想要的就是爆發(fā)的基因編輯活性短暫到足以修改一到兩種目標基因，然后你還可以讓這種活性消失并不再影響細胞進程?！?br />
據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，為了獲得這種“短暫爆發(fā)的活性”，劉教授領導的團隊成功設計了這種只在類藥物小分子出現(xiàn)時才表現(xiàn)活性的蛋白質形式，“目前發(fā)表的基因編輯技術通常沒有時間限制，這一過程持續(xù)數(shù)天甚至更長。但是用我們設計的系統(tǒng)，可以讓cas9蛋白保持幾小時的活性，然后立刻‘收手’，蛋白質很快變得‘遲鈍’起來。在活性高峰期過后，新的cas9蛋白質就不會再持續(xù)活躍了。”

劉教授希望有一天cas9和crispr技術能夠精準到修改速率低于同步自然免疫的速率。他解釋說：“如果能做到這一點，病人使用基因編輯技術相關療法后，再患上癌癥或其他基因疾病的風險會大大降低。”

鑒于基因編輯是一項全新的技術，他建議，科學家和其他社會組織之間建立一種對話關系，確保在發(fā)展和應用中對這項新技術“充分考慮”。