[所屬分類:新聞動態] [發布時間:2019-10-18] [發布人:] [閱讀次數:] [返回]

山東拓普生物工程有限(xian)公(gong)司

Shandong Tuopu Biol-Engineering Co.,Ltd

世界(jie)上許多最常(chang)見或致(zhi)命的(de)人(ren)(ren)類(lei)病(bing)(bing)原體都是(shi)RNA病(bing)(bing)毒，比如埃(ai)博拉病(bing)(bing)毒、寨卡病(bing)(bing)毒和(he)流感病(bing)(bing)毒，并且大多數(shu)都沒有美國(guo)食品(pin)(pin)藥品(pin)(pin)管理(li)局（FDA）批(pi)準(zhun)的(de)治療方(fang)法。據外媒報道，在一項新的(de)研(yan)究中，來自美國(guo)麻省理(li)工(gong)學院、哈(ha)佛(fo)大學和(he)布羅德研(yan)究所等研(yan)究機構的(de)研(yan)究人(ren)(ren)員將一種(zhong)CRISPR RNA切割酶轉變(bian)為一種(zhong)經編程(cheng)后(hou)檢測和(he)破壞(huai)人(ren)(ren)細胞中RNA病(bing)(bing)毒的(de)抗病(bing)(bing)毒劑(ji)。

人們此前已將Cas13酶用(yong)(yong)作一(yi)種切割和(he)編輯人類RNA的(de)工具(ju)，并且將它用(yong)(yong)作一(yi)種檢測病毒(du)、細菌或(huo)(huo)其他靶標存在的(de)診斷(duan)試劑。這項(xiang)新的(de)研究(jiu)是首批利用(yong)(yong)Cas13或(huo)(huo)任何CRISPR系統作為體外培養的(de)人細胞中的(de)一(yi)種抗病毒(du)劑的(de)研究(jiu)之(zhi)一(yi)。

這(zhe)些研究人員將Cas13的抗病(bing)毒(du)(du)活性及其診斷(duan)能(neng)力(li)結合(he)在一起，構建出一種有朝一日可能(neng)用(yong)于診斷(duan)和治療病(bing)毒(du)(du)感染的系統。他們的系統稱為CARVER（Cas13-Assisted Restriction of Viral Expression and Readout）。

Sabeti說：“人類病(bing)(bing)毒病(bing)(bing)原(yuan)體極其多樣(yang)化(hua)，不斷地(di)適(shi)應它(ta)們所在的環境，即便在單一病(bing)(bing)毒種(zhong)類中(zhong)也是如(ru)此，這既(ji)強調(diao)了所面(mian)臨的挑戰，也強調(diao)了開發靈活抗病(bing)(bing)毒平(ping)臺的必(bi)要性。我們的研(yan)究將CARVER確立為一種(zhong)強大且(qie)可快速編(bian)程(cheng)的診(zhen)斷和抗病(bing)(bing)毒技術(shu)，可用于各種(zhong)各樣(yang)的病(bing)(bing)毒。”

人們迫切需要新的(de)抗(kang)病(bing)毒(du)方法(fa)。在過去的(de)50年中，科學家(jia)們已制造了90種(zhong)經過臨床認證的(de)抗(kang)病(bing)毒(du)藥物，但是它們僅(jin)能治療9種(zhong)疾病(bing)，而且病(bing)毒(du)病(bing)原體經過快(kuai)速進(jin)化(hua)后(hou)對現(xian)有(you)的(de)治療產生抵抗(kang)力。僅(jin)有(you)16種(zhong)病(bing)毒(du)具有(you)FDA批準的(de)疫苗。

為(wei)了探究新的(de)抗病毒(du)策(ce)略，這(zhe)些研究人員著重(zhong)關注了天然(ran)地靶向(xiang)細(xi)菌中病毒(du)RNA的(de)Cas13。這(zhe)種酶經編程后靶向(xiang)RNA的(de)特定序(xu)列，幾乎沒(mei)有限制，相對容易進(jin)入細(xi)胞，并且已在(zai)哺(bu)乳動(dong)物細(xi)胞中得到了廣(guang)泛的(de)研究。

這些研(yan)究(jiu)人員首先(xian)篩選了一系列(lie)RNA病毒(du)，以(yi)尋找Cas13能(neng)夠高(gao)效(xiao)靶向的(de)病毒(du)RNA序列(lie)。他們主要尋找既不易(yi)發生(sheng)突(tu)變又最有可能(neng)在切割(ge)后讓(rang)病毒(du)失效(xiao)的(de)序列(lie)片段。

Myhrvold解釋說，“從理論上講，你可以對Cas13進行編(bian)程，使得它(ta)(ta)可以攻(gong)擊病毒(du)(du)(du)的(de)(de)(de)幾乎任何部分(fen)。但是在單個(ge)病毒(du)(du)(du)種類(lei)中和不同(tong)病毒(du)(du)(du)種類(lei)之間均存在著(zhu)巨大(da)的(de)(de)(de)多樣性，并且(qie)隨著(zhu)病毒(du)(du)(du)的(de)(de)(de)進化(hua)，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)大(da)部分(fen)基因組(zu)會(hui)迅速變化(hua)。如果你不小(xiao)心，你可能(neng)會(hui)找(zhao)到最終沒有效果的(de)(de)(de)靶標(biao)。”

這(zhe)些研究人員通過(guo)計算確定了數(shu)(shu)百(bai)個病毒種(zhong)類中的(de)數(shu)(shu)千個位點(dian)，這(zhe)些位點(dian)可能是Cas13的(de)有效靶標。

三合一系統(tong)

鑒于有了一系列潛(qian)在(zai)的病毒RNA靶標，這些研究人員(yuan)隨后對(dui)Cas13進行編程，具體就是以對(dui)這種酶的向導RNA（gRNA）進行基因改造，讓Cas13尋找并切割這些核(he)酸序(xu)列中的任何(he)一個。

這些研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)通過(guo)實驗手段測試了Cas13在(zai)受到三種(zhong)不同的(de)RNA病毒(du)(du)(du)(du)---淋巴細胞脈絡膜腦膜炎(yan)(yan)病毒(du)(du)(du)(du)（LCMV），甲型流感病毒(du)(du)(du)(du)（IAV）和水(shui)泡性口腔炎(yan)(yan)病毒(du)(du)(du)(du)（VSV）---中(zhong)的(de)一種(zhong)病毒(du)(du)(du)(du)感染(ran)的(de)人(ren)(ren)細胞中(zhong)的(de)活性。他(ta)們(men)將(jiang)(jiang)Cas13基(ji)因和經(jing)過(guo)基(ji)因改造的(de)gRNA引入到人(ren)(ren)細胞中(zhong)，并(bing)在(zai)24小(xiao)時(shi)后(hou)將(jiang)(jiang)這些細胞暴露于病毒(du)(du)(du)(du)中(zhong)。再過(guo)24小(xiao)時(shi)后(hou)，Cas13酶將(jiang)(jiang)體外培(pei)養的(de)人(ren)(ren)細胞中(zhong)的(de)病毒(du)(du)(du)(du)RNA水(shui)平降低了多達40倍。

這些(xie)研究人(ren)員進一步探究了(le)Cas13對病(bing)毒(du)感(gan)(gan)染(ran)力(li)的(de)影(ying)響---換(huan)句話說，剩下的(de)病(bing)毒(du)中還(huan)有(you)多少實際上(shang)可以(yi)繼續感(gan)(gan)染(ran)人(ren)細胞。實驗(yan)數據表明在病(bing)毒(du)暴露8小(xiao)時后(hou)，Cas13將流感(gan)(gan)病(bing)毒(du)的(de)感(gan)(gan)染(ran)力(li)降低了(le)300倍以(yi)上(shang)。

為了(le)增加診(zhen)斷(duan)組分，這(zhe)些研究人員還將(jiang)整合了(le)基于Cas13的核(he)酸檢測技術SHERLOCK。由此形(xing)成的CARVER系統可(ke)以(yi)快速(su)測量樣品中剩余的病(bing)毒(du)RNA水平。

Freije說，“我們(men)設想(xiang)Cas13作為一種研究工(gong)(gong)具，以探究人細胞中病(bing)毒生物(wu)學(xue)的許多方面。它也可能(neng)是一種臨床工(gong)(gong)具，可用于診斷樣(yang)本、治療(liao)病(bing)毒感染并測(ce)量(liang)治療(liao)的有效性，所有這些都能(neng)使得CARVER快速適應(ying)(ying)并應(ying)(ying)對新的或耐(nai)藥(yao)性的病(bing)毒出(chu)現。”