核酸研究:一種新的DNA修復方法成功修復了患者腎臟細胞中的致病基因突變
在一項新研究中，布里斯托爾大學和瑞典卡羅琳學院的研究人員成功修復了基因突變，導致遺傳性腎病虛弱，影響腎細胞中的兒童和年輕人DNA修復工具可能會導致治療變化。2022年7月22日，在《核酸研究》雜志上發表了相關研究成果，題目是利用單一細菌實現高效crisp介導的大DNA對接和倍增prime編輯》。
在這項新的研究中，這些作者描述了他們如何構建一種DNA修理工具Podocin這是類固醇抗性腎病綜合征（SRNS）一種常見的遺傳原因。
Podocin它是一種通常位于特定腎細胞表面的蛋白質，對腎功能至關重要。但有缺陷的足細胞素仍然留在細胞中，永遠不會到達細胞表面，最終損害足細胞。由于該病不能通過藥物治愈，因此通過基因療法進行修復Podocin缺乏基因突變給患者帶來了希望。
人類病毒通常用于基因修復的基因治療。這些病毒被用作攜帶基因突變的細胞的特洛伊木馬。目前占主導地位的系統包括慢性病毒（LV）、腺病毒（AV）與腺相關的病毒（AAV），它們是相對無害的病毒，容易感染人類。然而，這些病毒都有相同的局限性，即它們的病毒殼空間有限。這反過來又限制了它們能夠運輸的貨物容量，即高效基因修復所需的貨物容量DNA序列極大地限制了它們在基因治療中的應用。
布里斯托大學生物化學學院隨著合成生物技術的應用Francesco Aulicino博士和Imre Berger教授領導的研究團隊重新設計了一種對人類無害的昆蟲病毒，不再受到有限貨物容量的限制。
Aulicino醫生說：桿狀病毒不同于LV、AV和AAV，它缺少一個剛性的外殼來包裹貨艙。桿狀病毒的外殼類似于空心桿，但隨著貨物的增加而變長。這意味著桿狀病毒可以提供更復雜的工具包來修復遺傳缺陷，使其比普通系統更通用。
首先，桿狀病毒必須有能力進入人體細胞，但通常沒有。Aulicino醫生解釋說：我們用蛋白質裝飾桿狀病毒，這樣它就能有效地進入人體細胞。這種改造后的桿狀病毒被認為是安全的，因為它只能在昆蟲中增殖，而不能在人體細胞中增殖。然后，這些作者使用他們的工程桿狀病毒比以前大得多DNA將這些片段整合到一系列人類細胞的基因組中。
在人類基因組中DNA這些基因編碼細胞功能所需的蛋白質由30億個堿基對組成，形成約2.5萬個基因。假如我們的基因中有錯誤的堿基對，就會產生錯誤的蛋白質，使我們生病，導致遺傳疾病。基因治療有望從根本上修復遺傳性疾病，以糾正我們基因組的錯誤。基因編輯方法，特別是基于CRISPR/Cas通過對堿基對的基因修復，基因編輯方法極大地促進了該領域的發展。
這些作者利用基因組中攜帶錯誤病人來源的足細胞來證明其技術的適用性。通過構建DNA修復工具包括基于蛋白質的分子剪刀、引導其核酸分子和替代缺陷基因DNA他們使用工程桿狀病毒傳遞序列Podocin同時使用基因健康復制品CRISPR/Cas以堿基對準確性將其插入基因組。這可以逆轉致病表型，將足細胞素恢復到足細胞表面。
MultiMate多功能可快速組裝DNA電路，使桿狀病毒能在人類細胞中有效傳遞。2022年核酸研究圖片，doi：10.1093/NAR/gkac587。
我們用桿狀病毒感染體外培養的昆蟲細胞，產生重組蛋白，以研究其結構和功能，伯杰教授解釋說。這個叫MultiBac的方法是由Berger實驗室開發。在世界各地的實驗室中，非常大的多蛋白質復合物已經成功制造出來，有許多亞單位。“MultiBac利用桿狀病毒外殼的靈活性，將會更大DNA將片段送入體外培養的昆蟲細胞，引導它們組裝我們感興趣的蛋白質。當他們意識到同樣的特征可能會改變人類細胞的基因治療時，他們開始試圖在這項新研究中建立一個新的系統。
Aulicino醫生補充說：使用我們的系統的方法有很多。podocin修復，我們可以用我們的桿狀病來證實
我們可以有效地糾正基因組不同位點的許多錯誤，包括毒遞系統和現有的最新編輯技術。
布里斯托大學論文共同作者Moin Saleem教授說，“SRNS是影響腎臟的常見遺傳疾病之一。SRNS腎衰竭發生在早期，導致生活質量嚴重下降。
布里斯托大學論文共同作者Gavin Welsh教授總結道：這些結果非常令人鼓舞。Berger團隊創造的新方法不僅僅是治療SRNS在這些疾病中，有效的基因修復在目前的技術中是不可行的。在臨床應用中使用新的載體系統是一條漫長的道路，但我們相信它所提供的優勢使它成為一項值得研究的工作。(中國醫藥網 yyyey.com）
