摘要：研究人員開發(fā)出一種用途廣泛且無毒的技術，可以控制細胞中任何基因的活性。
威爾康奈爾醫(yī)學院的研究人員開發(fā)出一種用途廣泛且無毒的技術，可用于控制細胞內(nèi)任何基因的活性。這種“基因開關”工具使科學家能夠“開啟”或“關閉”目標基因，從而研究其功能、構建疾病模型并設計新的療法。該工具有望應用于包括基因療法開發(fā)在內(nèi)的整個生物醫(yī)學研究領域。
這項名為Cyclone（環(huán)孢素控制的外顯子毒素）的新工具于11月3日發(fā)表在《自然·方法》雜志上。該工具的靈感來源于某些基因的天然特性——一段被稱為“毒素外顯子”的DNA片段。在特定條件下，該毒素外顯子可以阻止基因翻譯成蛋白質(zhì)。為了開發(fā)Cyclone，研究人員設計了一種毒素外顯子，可以將其插入任何目標基因以抑制其活性。當研究人員準備激活基因活性時，只需引入一種與毒素外顯子結合的藥物，即可恢復基因活性。與目前常用的基因開關工具不同，Cyclone使用了一種相對無毒的分子——抗病毒藥物阿昔洛韋——來激活目標基因。
圖1 通用型毒性外顯子：小分子調(diào)控哺乳動物基因表達的新策略
"我們認為“旋風”概念在需要安全、精確控制基因活性的各種應用領域具有巨大潛力。"該研究的資深作者、威爾康奈爾醫(yī)學院藥理學系格林伯格-斯塔爾教授、桑德拉和愛德華·邁耶癌癥中心成員Samie Jaffrey博士
該研究的第一作者是Jaffrey實驗室的博士候選人Qian Hou。
Cyclone是對現(xiàn)有基因開關技術的重大改進，現(xiàn)有技術存在諸多缺陷。例如，一些用于控制基因表達的藥物，如四環(huán)素，會對細胞產(chǎn)生不良甚至毒性作用。現(xiàn)有工具通常還會改變RNA轉(zhuǎn)錄本——即靶基因編碼蛋白質(zhì)的藍圖。相比之下，阿昔洛韋即使在高劑量下也被認為是安全的，并且在激活靶基因時不會破壞RNA轉(zhuǎn)錄本及其編碼的蛋白質(zhì)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，根據(jù)阿昔洛韋的劑量，Cyclone系統(tǒng)可以將基因活性從幾乎為0%提升至正常水平的300%以上。他們還證明，Cyclone系統(tǒng)可以與人工基因或細胞中天然存在的基因一起使用，并且可以與阿昔洛韋以外的其他開關分子協(xié)同作用。這為利用不同的Cyclone型系統(tǒng)同時操控多個基因提供了可能。
圖2 阿昔洛韋處理對細胞活力、基因表達及選擇性剪接的影響
研究人員指出，未來 Cyclone 型系統(tǒng)可作為基因療法中的可逆安全機制，用于控制治療基因的活性。
參考資料
[1] A portable poison exon for small-molecule control of mammalian gene expression
摘要：研究人員開發(fā)出一種用途廣泛且無毒的技術，可以控制細胞中任何基因的活性。
威爾康奈爾醫(yī)學院的研究人員開發(fā)出一種用途廣泛且無毒的技術，可用于控制細胞內(nèi)任何基因的活性。這種“基因開關”工具使科學家能夠“開啟”或“關閉”目標基因，從而研究其功能、構建疾病模型并設計新的療法。該工具有望應用于包括基因療法開發(fā)在內(nèi)的整個生物醫(yī)學研究領域。
這項名為Cyclone（環(huán)孢素控制的外顯子毒素）的新工具于11月3日發(fā)表在《自然·方法》雜志上。該工具的靈感來源于某些基因的天然特性——一段被稱為“毒素外顯子”的DNA片段。在特定條件下，該毒素外顯子可以阻止基因翻譯成蛋白質(zhì)。為了開發(fā)Cyclone，研究人員設計了一種毒素外顯子，可以將其插入任何目標基因以抑制其活性。當研究人員準備激活基因活性時，只需引入一種與毒素外顯子結合的藥物，即可恢復基因活性。與目前常用的基因開關工具不同，Cyclone使用了一種相對無毒的分子——抗病毒藥物阿昔洛韋——來激活目標基因。
圖1 通用型毒性外顯子：小分子調(diào)控哺乳動物基因表達的新策略
"我們認為“旋風”概念在需要安全、精確控制基因活性的各種應用領域具有巨大潛力。"該研究的資深作者、威爾康奈爾醫(yī)學院藥理學系格林伯格-斯塔爾教授、桑德拉和愛德華·邁耶癌癥中心成員Samie Jaffrey博士
該研究的第一作者是Jaffrey實驗室的博士候選人Qian Hou。
Cyclone是對現(xiàn)有基因開關技術的重大改進，現(xiàn)有技術存在諸多缺陷。例如，一些用于控制基因表達的藥物，如四環(huán)素，會對細胞產(chǎn)生不良甚至毒性作用?，F(xiàn)有工具通常還會改變RNA轉(zhuǎn)錄本——即靶基因編碼蛋白質(zhì)的藍圖。相比之下，阿昔洛韋即使在高劑量下也被認為是安全的，并且在激活靶基因時不會破壞RNA轉(zhuǎn)錄本及其編碼的蛋白質(zhì)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，根據(jù)阿昔洛韋的劑量，Cyclone系統(tǒng)可以將基因活性從幾乎為0%提升至正常水平的300%以上。他們還證明，Cyclone系統(tǒng)可以與人工基因或細胞中天然存在的基因一起使用，并且可以與阿昔洛韋以外的其他開關分子協(xié)同作用。這為利用不同的Cyclone型系統(tǒng)同時操控多個基因提供了可能。
圖2 阿昔洛韋處理對細胞活力、基因表達及選擇性剪接的影響
研究人員指出，未來 Cyclone 型系統(tǒng)可作為基因療法中的可逆安全機制，用于控制治療基因的活性。
參考資料
[1] A portable poison exon for small-molecule control of mammalian gene expression
