小型化的CRISPR蛋白為腺相關病毒的基因治療打開了大門

研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新型的關鍵CRISPR基因編輯蛋白，它顯示出有效的編輯活性，并且足夠小，可以包裝在一種非致病性病毒中，從而將其傳遞到目標細胞。5月23日，中國武漢大學的王洪建及其同事在開放獲取的《PLOS Biology》雜志上發(fā)表了這些發(fā)現(xiàn)。

近年來，試圖利用CRISPR基因編輯系統(tǒng)的研究呈爆炸式增長。CRISPR基因編輯系統(tǒng)存在于許多細菌中，可以抵御病毒，因此它們可以被用作治療人類疾病的潛在方法。這些系統(tǒng)依賴于所謂的CRISPR相關(Cas)蛋白，其中Cas9和Cas12a是使用最廣泛的兩種類型，每種都有自己的特點和優(yōu)勢。

一個有希望的想法是將CRISPR蛋白包裝在一種非致病性病毒中，然后這種病毒可以將蛋白質(zhì)傳遞到目標細胞;在那里，他們將修改特定的靶向DNA序列來治療疾病。然而，常用的腺相關病毒很小，雖然一些Cas9蛋白可以裝進去，但Cas12a蛋白通常太大了。

現(xiàn)在，Wang和他的同事們已經(jīng)確定了Cas12a的一個相對較小的版本，被稱為EbCas12a，它自然存在于一種赤霉屬細菌中。通過故意將蛋白質(zhì)的一種氨基酸組成塊轉換為另一種氨基酸，他們提高了其基因編輯效率。當應用于實驗室培養(yǎng)皿中的哺乳動物細胞時，這種被稱為enEbCas12a的修飾蛋白顯示出與另外兩種以高度精確的基因編輯而聞名的Cas12a蛋白相當?shù)幕蚓庉嬓省?/span>

研究小組隨后證明，enEbCas12a足夠小，可以用于基于腺相關病毒的基因治療。他們對enEbCas12a進行了修飾，使其靶向特定的膽固醇相關基因，將其包裝在病毒中，并將病毒施用于高膽固醇小鼠。一個月后，他們發(fā)現(xiàn)，與未接受病毒治療的小鼠相比，接受治療的小鼠血液中的膽固醇水平顯著降低。

還需要更多的研究來確定enEbCas12a是否有一天可以用于治療人類疾病。盡管如此，這些發(fā)現(xiàn)表明，使用腺相關病毒遞送Cas12a蛋白進行基因治療是可能的。

作者補充說:“新型緊湊型enEbCas12a及其crRNA可以打包成一個一體化的AAV系統(tǒng)，方便在體外和體內(nèi)進行高保真的基因編輯，這對未來的臨床應用和更多的工具開發(fā)非常有益，包括基于一體化AAV的多基因編輯、堿基編輯、引物編輯等。”

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