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工具箱 可能推进自闭症研究的新兴工具和技术。
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新方法使用类似病毒样蛋白包装,递送RNA

通过/ 9月9日9月9日
Cre货物与病毒载体(中)类似,蛋白胶囊将编码Cre蛋白的mRNA传递到细胞,使细胞发出绿色荧光(左),除非mRNA缺乏蛋白质识别的侧翼序列(右)。

一种新的基因传递系统利用人类体内的一种蛋白质包裹信使RNA (mRNA)并将其运输到细胞中。信使RNA是基因和蛋白质之间的中介。这项技术可能有助于研究人员进行基因治疗或基因编辑CRISPR进入全身组织。

“我们一直在研究基因治疗和基因编辑了很长一段时间,工具相当不错,”冯张他是麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)神经科学教授,领导了这项研究。然而,研究人员只能将CRISPR植入身体某些部位的细胞,从而限制了它们可以靶向的疾病。

空的病毒壳经常递送在研究和治疗中使用的基因。但这些病毒载体可以触发免疫反应,它们只携带基因仅达到一定的尺寸,这使得编码大酶的序列 - 例如Cas9,主要的DNA切割蛋白CRISPR使用 - 难以运输。

另一种传递方法是将基因包裹在脂质纳米颗粒中,但以这种方式靶向特定组织仍然具有挑战性。通常,纳米颗粒会在肝脏中积聚。

新方法,称为细胞递送的选择性内源性封装,或发送,利用通常在保护胶囊内携带mRNA的人蛋白质,类似于病毒。因为蛋白质在人们中自然发现,所以它可能引发比病毒载体的免疫应答较少。它还可以携带较大的有效载荷,并且与纳米颗粒不同,可以针对靶标特异性细胞量身定制。研究人员在8月份描述了该方法科学

先前的研究表明,一些来自反转录转座子(复制并插入整个基因组的DNA片段)的蛋白质形成了类似病毒的蛋白质外壳。一种信号蛋白涉及自闭症例如,ARC包裹着自己的信使rna,并在细胞之间穿梭。

为了发现其他类似病毒的蛋白质,张和他的同事们在小鼠和人类的基因组中寻找类似于在一些病毒和反转录转座子中发现的胶囊形成序列。然后,研究小组在细菌和培养的人类细胞中表达了最有希望的候选基因——重点是那些同时存在于小鼠和人体内的基因。

蛋白质舱:

研究人员报告说,研究小组分析的七种蛋白质形成了类似病毒的结构。细菌和培养的细胞分泌一种名为PEG10的候选物质,其水平高于其他物质。进一步的分析显示,PEG10与自己的mRNA结合,通常附着在序列两端未翻译成蛋白质的区域。

该团队利用这些结合序列对PEG10进行重新编程,以携带不同的信使rna货物。他们夹在一个序列编码蛋白之间的Cre PEG10的两个未翻译区和侧面Cre序列引入一批人类细胞,随着信使rna编码PEG10 fusogen,蛋白质表面上的病毒样囊,使胶囊进入细胞。两天后,研究人员收集了细胞分泌的类病毒蛋白质。

当研究小组将分泌的胶囊添加到第二批细胞中——这一次,老鼠干细胞在Cre存在的情况下表达了绿色荧光蛋白——细胞发出绿色的光,表明该系统已经成功传递了Cre mRNA。

研究人员表示,一些Fusogens靶向某些细胞类型,可用于将遗传货物传递给特定的细胞或组织。在一个实验中,例如,它们使用配备有靶向这些细胞的致密原的病毒样颗粒将CreRNA递送给小鼠的皮肤细胞。

在另一项测试中,该团队使用这种技术将CRISPR导入人体培养细胞中。他们封装了编码Cas9的mRNA和引导蛋白质切割特定DNA靶点的序列。DNA测序显示,该系统修改了约40%细胞中的目标基因。

研究人员说,SEND可以帮助科学家开发自闭症治疗方法,提供一种安全有效的基因治疗或基因编辑治疗方法。它还可以作为研究工具来研究特定基因修饰的效果。

“我们真的认为我们可以把它变成一个非常强大的工具箱,”张说。研究人员计划开发一系列针对不同细胞类型的fusogens,并测试该系统携带一系列基因货物的能力。

引用本文:https://doi.org/10.53053/BZTX8458