《科学》:创新mRNA递送技术有望为基因疗法带来变革

时间:2021-08-20 12:33:40   热度:37.1℃   作者:网络

今日,顶尖学术期刊《科学》发表了一篇来自科学家张锋教授团队的最新论文。这位CRISPR领域的先驱者与团队一道,开发了一种全新的mRNA递送技术,有望给基因疗法领域带来颠覆性的变革!

这项突破性技术的灵感来源于人体本身。在漫长的演化过程中,哺乳动物的基因组在逆转录病毒的作用下,里头被插入了不少被称为“逆转录元件”的遗传序列。尽管是无心所得,哺乳动物的细胞却学会了改造这些元件,用于发育。而这些经过大自然改造的工具,也成为了生物技术突破的新方向。正如我们熟知的CRISPR-Cas9基因编辑系统,其实也是来自人类对天然工具的改造。

四年前,研究人员们发现一种衍生自此类元件的蛋白,叫做ARC。这种蛋白能自己组装成一个类似病毒的结构,可以在细胞之间运输RNA。这个发现给科学家们带来了灵感——也许我们可以驾驭这些蛋白的功能,让它们帮助我们运输特定的RNA,用于基因疗法等相关疗法的开发?

遗憾的是,驾驭这些蛋白的尝试并没有取得成功。但科学家们并没有就此放弃这一希望,而是继续进行钻研和探索。张锋教授的团队,就位于朝着这个目标冲锋的开拓者之列。

首先,这支团队在人类基因组里进行了一次系统性的检索,寻找哪些蛋白可能具有类似的功能。在初步的筛选之后,48条编码相关蛋白的基因脱颖而出。其中,只有19条基因同时存在于小鼠和人类中。

科学家们发现一种叫做PEG10的蛋白最有成功的潜力。与先前介绍的类似,PEG10来源于在人体内天然存在的一种“逆转录转座子”,可能在几百万年前就插入到了人类祖先的基因组里。几百万年里,它也在人体的驯服之下,逐渐具有了重要的功能。

利用细胞系中进行的实验,研究人员们发现相比其它的蛋白,细胞释放PEG10的数量要显著更高。更可喜的是,PEG10自带RNA运输功能——许多PEG10颗粒能携带编码自身的mRNA,表明它有潜力被改造成运输RNA分子的工具。

基于这些发现,研究人员们进一步开发了一种叫做SEND的系统,全名是“选择性内源性衣壳化的细胞递送”系统(Selective Endogenous eNcapsidation for cellular Delivery),而PEG10正是该系统的核心。

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