Nature:那些可能超越CRISPR的基因组编辑新技术

医疗健康 来源:生物通 作者:何嫱
2016
08/12
09:28
生物通
作者:何嫱
医疗健康

CRISPR–Cas9工具使得科学家们能够几乎随意地改变基因组。人们称赞它比以往的技术明显更简单、更廉价及更通用,CRISPR–Cas9在全球各地的实验室中大放光彩,已发现了一些医学和基础研究的新应用。

但CRISPR–Cas9有其局限性。加州大学圣地亚哥分校生物工程师Prashant Mali说,它擅长去到基因组的一个特定位点,在那里完成切割。“但有时候你感兴趣的应用要求还要多一点。”

今年早些时候,一些研究人员怀着热情扑向了一种可能的新的基因编辑系统NgAgo,暴露了他们对CRISPR–Cas9不满的暗流,以及寻找替代方法的强烈动机。哈佛医学院遗传学家George Church说:“这暗示了每一种新技术是多么的脆弱。”

NgAgo只是不断增长的基因编辑工具库中的一个工具。有一些是CRISPR的变体;另一些为编辑基因组提供了新途径。

一个迷你版Cas9

CRISPR–Cas9或有一天会被用来改写导致遗传疾病的一些基因。但这一系统的组件:Cas9酶和引导Cas9到达目的序列的一段RNA过大,无法填塞到基因治疗最常用病毒的基因组中,将外源遗传物质运送到人类细胞中。

从葡萄球菌中取得的迷你Cas9形式是一种解决方案。它非常的小,可以硬塞进当前市场上基因治疗采用的病毒之中。去年12月,两个研究小组利用迷你版Cas9在小鼠中纠正了导致杜氏肌营养不良的基因。

扩大范围

Cas9不会到处进行切割——某一DNA序列必定存在于切割位点的附近。这一要求在许多基因组中很容易得到满足,但对于一些实验来说可能是一种令人痛苦的限制。研究人员正在寻找一些微生物提供有着不同序列要求的酶,这样他们可以扩大能够改造的序列数量。

这样的一种酶Cpf1有可能成为一种有吸引力的替代。比Cas9要小,Cpf1有着不同的序列要求,且高度特异。

另一种叫做C2c2的酶,靶向的是RNA而非DNA——这一特征有潜力用于研究RNA及利用RNA基因组对抗病毒。

真正的编辑器

许多实验室只利用了CRISPR–Cas9来删除基因的一部分,由此破坏其功能。Church说:“人们想将这样的编辑宣布为胜利,但燃烧书的一页并不等于编辑了这本书。”

那些想用一段序列交换另一段序列的研究人员面对着一个更艰难的任务。当Cas9切割DNA时,细胞往往会在缝合断裂端时生成一些错误——但这可以造成许多研究人员想要的缺失。

想要改写一段DNA序列的研究人员依赖于可以插入一段新序列的一种不同的修复信号通路——发生这一过程的频率比容易出错的缝合要低得多。明尼苏达大学植物科学家Daniel Voytas说:“每一个人都说,未来一次编辑多个基因,而我认为:‘我们现在甚至无法以高效率编辑一个基因。’”

不过过去几个月里的一些进展给Voytas带来了希望。在今年4月,研究人员宣布他们让Cas9丧失功能,将它与可将一种DNA碱基转变为另一种DNA碱基的酶连接在了一起。这一丧失能力的Cas9仍然靶向它的向导RNA指定的序列,但无法进行切割:转而连接的酶转变了DNA碱基,最终将此处的C碱基转变成了T碱基。上周发布在Science杂志上的一篇论文也报道了类似的结果。

Voytas和其他研究人员希望连接其他使得Cas9丧失功能的酶将生成不同的序列改变。

追逐Argonautes

今年5月,发表在Nature Biotechnology杂志上的一篇论文推出了一个全新的基因编辑系统。研究人员声称,他们能够利用一种叫做Argonaute的蛋白无需向导RNA或一段特定的邻近基因组序列,可在预定位点切割DNA。转而他们采用了对应靶区域的一段短DNA序列编程了Argonaute蛋白。

这一研究发现引发了关于CRISPR–Cas9将被夺位的一波兴奋与猜测,但一些实验室迄今为止无法重现这些结果。韩国首尔国立大学基因组工程师Jin-Soo Kim说,即便如此,来自其他细菌的argonautes仍有望提供一条前进的道路。

编程一些酶

另一些基因编辑系统也在准备中,尽管有些已在那徘徊多年。在一个广阔的细菌计划中,Church实验室并没有去触及CRISPR。转而,他的研究小组依靠了一种叫做lambda Red的系统,无需向导RNA可以编程lambda Red来改造DNA序列。然而尽管Church实验室已开展了13年的研究,lambda Red还只能在细菌中起作用。

Church和麻省理工学院与哈佛医学院Broad研究所的生物工程学家张锋(Feng Zhang)说,他们的实验室也正在致力开发整合酶和重组酶来用作为基因编辑器。张锋说:“通过利用酶的多样性,我们可以生成更强大的基因组编辑工具箱。我们必须继续探索这些未知的事物。”

来源:生物通   作者:何嫱

为你推荐

“和合共生,健康共护”四价HPV疫苗男性适应证上市暨“HPV男女共防计划”启动新闻发布会成功举办,共筑HPV预防新生态资讯

“和合共生,健康共护”四价HPV疫苗男性适应证上市暨“HPV男女共防计划”启动新闻发布会成功举办,共筑HPV预防新生态

今日(1月18日),默沙东(默沙东是美国新泽西州罗威市默克公司的公司商号)举办的“和合共生,健康共护”四价HPV(人乳头瘤病毒)疫苗男性适应证上市暨“HPV男女共防计划”启动...

2025-01-18 18:31

四同药品价格治理已基本实现,正建设全国挂网药品价格一览表资讯

四同药品价格治理已基本实现,正建设全国挂网药品价格一览表

目前,我们正在建设全国挂网药品价格一览表,全量汇总展示各地挂网价格信息并对首涨、高涨幅等异常价格行为予以标识,敦促各地持续纠正不合理的挂网高价。

2025-01-18 12:15

关于丙类药品目录,国家医保局最新的思考与规划,2025年发布第一版资讯

关于丙类药品目录,国家医保局最新的思考与规划,2025年发布第一版

丙类目录与每年的基本医保药品目录调整同步开展,计划于今年年内发布第一版。

2025-01-18 11:34

2025年全国80%左右医保统筹地区基本实现即时结算,2026年底全部实现即时结算资讯

2025年全国80%左右医保统筹地区基本实现即时结算,2026年底全部实现即时结算

1月16日,国家医疗保障局办公室正式对外发布《关于推进基本医保基金即时结算改革的通知》。根据通知,以全国统一的医保信息平台为支撑,2025年全国80%左右统筹地区基本实现即时...

2025-01-18 11:20

2024年底,60岁及以上人口3.1亿,占全国人口的22.0%资讯

2024年底,60岁及以上人口3.1亿,占全国人口的22.0%

年末全国人口(包括31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口,不包括居住在31个省、自治区、直辖市的港澳台居民和外籍人员)140828万人,比上年末减少139万人。全年出生人口954...

2025-01-17 14:56

赛诺菲荣膺“杰出雇主2025”桂冠,连续五年傲立榜首资讯

赛诺菲荣膺“杰出雇主2025”桂冠,连续五年傲立榜首

作为10多年来首个且唯一连续五年荣获此殊荣的企业,赛诺菲再次彰显了其在企业文化、人才战略、多元发展及员工培养等方面的卓越成就。

2025-01-17 11:02

又一款国产三代EGFR-TKI抑制剂获批上市资讯

又一款国产三代EGFR-TKI抑制剂获批上市

昨日(1月16日),据国家药监局官网显示,奥赛康药业的1类创新药利厄替尼片(limertinib ASK120067,商品名:奥壹新)获批上市,用于治疗既往接受表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制...

2025-01-17 10:31

增辉生命,默沙东中国再度荣膺“中国杰出雇主”资讯

增辉生命,默沙东中国再度荣膺“中国杰出雇主”

1月16日,由全球权威的杰出雇主调研机构(Top Employers Institute)颁布的“杰出雇主2025”榜单正式揭晓

2025-01-16 22:48

CDE:放射性治疗药物申报上市临床风险管理计划技术指导原则资讯

CDE:放射性治疗药物申报上市临床风险管理计划技术指导原则

本指导原则将针对上市后临床风险管理计划、说明书中安全性相关内容、 患者指导手册的撰写提供具体指导意见。

2025-01-16 20:41

全球首款狂犬病双抗药物国内申报上市资讯

全球首款狂犬病双抗药物国内申报上市

日前,据国家药监局药审中心网站显示,智翔金泰的1类新药斯乐韦米单抗在国内申报上市。

2025-01-15 17:02

国家市场监督管理总局发布《医药企业防范商业贿赂风险合规指引》资讯

国家市场监督管理总局发布《医药企业防范商业贿赂风险合规指引》

本指引所称的商业贿赂, 是指采用财物或者其他手段贿赂交易相对方的工作人员、 受交易相对方委托办理相关事务的单位或者个人、 利用职权或者影响力影响交易的单位或者个人,...

2025-01-14 23:38

阿斯利康与宜联生物达成临床研究合作,共同探索联合治疗创新方案资讯

阿斯利康与宜联生物达成临床研究合作,共同探索联合治疗创新方案

双方将共同启动一项多中心、开放性、I Ib期研究,旨在评估两款药物联合治疗在实体肿瘤患者中的安全性、有效性和药代动力学。

2025-01-14 18:36

医疗科技国际化之路:新加坡如何提供全链条支持?资讯

医疗科技国际化之路:新加坡如何提供全链条支持?

随着中国医疗科技领域的快速发展,越来越多的企业具备了国际化发展的能力,正在“走出去”开辟新的市场。

2025-01-14 15:56

NVIDIA与多家行业顶尖机构达成深度合作,共促医疗健康产业蓬勃发展资讯

NVIDIA与多家行业顶尖机构达成深度合作,共促医疗健康产业蓬勃发展

在日前举办的摩根大通医疗健康大会上,NVIDIA 宣布与多家行业领先机构达成合作,这类新的合作旨在通过加速药物发现、提升基因组研究,以及利用代理式和生成式 AI 开创先进医...

2025-01-14 13:26

老牌上市药企终止PD-1项目,计提资产减值准备1.75亿元资讯

老牌上市药企终止PD-1项目,计提资产减值准备1.75亿元

近日,丽珠医药集团发布公告称,对公司及下属子公司截至2024年12月31日合并报表范围内存在减值迹象的资产进行了减值测试,并对其中存在减值迹象的资产相应计提了减值准备。

2025-01-14 10:13

尊享e生2025升级:首次全场景放开外购药械,医院药品覆盖数量再增资讯

尊享e生2025升级:首次全场景放开外购药械,医院药品覆盖数量再增

1月13日,众安保险举办“与10光,共生长”尊享e生十周年产品升级发布会,正式发布尊享e生2025版,并推出众安健康险未来将主打的两大产品系列——面向健康人群的“尊享系列”,以...

2025-01-13 20:17

PLA材料的医美应用:安全与效果的双重考验资讯

PLA材料的医美应用:安全与效果的双重考验

聚乳酸PLA,作为医美行业面部填充剂历经了3个时代大约20多年的发展,大体可分为1 0、2 0、3 0三个不同的时代;即1 0-结晶片状;2 0-普遍表面粗糙的多孔微球或实心微球;3 ...

2025-01-13 19:53

国家医保局:开展2025年定点医药机构违法违规使用医保基金自查自纠工作,肿瘤类、重症医学类、麻醉类、零售药店典型问题清单资讯

国家医保局:开展2025年定点医药机构违法违规使用医保基金自查自纠工作,肿瘤类、重症医学类、麻醉类、零售药店典型问题清单

2025年3月底前,各级医保部门根据本地化问题清单,对辖区内所有定点医疗机构和定点零售药店2023-2024年医保基金使用情况开展自查自纠。2025年4月起,国家医保局将对全国定点医药...

2025-01-13 17:32

全球首个超长效PCSK9单抗获批上市资讯

全球首个超长效PCSK9单抗获批上市

瑞卡西单抗注射间隔可长达8周,突破了目前国内外已获批的PCSK9单抗需要每2周、4周或6周的注射频次。

2025-01-13 13:17

好大夫正式牵手蚂蚁集团,共同推进“AI+医疗”创新资讯

好大夫正式牵手蚂蚁集团,共同推进“AI+医疗”创新

蚂蚁集团收购好大夫在线尘埃落定。1月11日,在2025年好大夫峰会上,双方在收购完成后首度携手亮相。好大夫在线创始人王航现场表示,共同的使命和愿景让双方走到了一起,后续好大...

2025-01-11 18:05