說到基因編輯技術,大家可能都聽說過 Cas9 和 Cas12,它們確實很厲害。
但是它們體積太大了,就像一個個大胖子,很難被單個腺相關病毒載體裝載。
這就嚴重制約了基因編輯技術在臨床治療中的應用。
而復旦團隊就很聰明啦,他們把目光轉向了真核生物中天然存在的 RNA 引導 DNA 內切酶 ——Fanzor,這可是個 “迷你剪刀”,分子尺寸很小,很適合用來突破體內基因遞送的瓶頸。
不過Fanzor 系統也有自己的問題,就是在哺乳動物細胞中編輯活性和穩定性不足。
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復旦團隊有的是辦法!他們采用了創新的 “蛋白 —ωRNA 雙輪驅動” 策略,對 RuvC 等關鍵酶活性結構域進行了精密的組合優化,同時還重構了 ωRNA 骨架的莖環與配對區域。
這就好比給一輛汽車進行了全面的改裝,讓它跑得更快更穩。
經過這樣的改造,SpuFz1 V4 版本的編輯效率得到了顯著提升,在多個人類內源基因位點上都表現出色,展現出了高活性水平和良好的系統兼容性。
而且這個 SpuFz1 基因編輯平臺還特別注重安全性哦。
它能夠在不產生雙鏈 DNA 斷裂的情況下搭建 A→G 和 C→T 的雙向堿基編輯平臺,這種溫和的編輯方式大大降低了基因編輯過程中可能出現的脫靶效應和細胞毒性。
比如傳統的基因編輯方法就像一把大刀,砍下去可能會傷到周圍的組織,而 SpuFz1 就像一把手術刀,能夠精準地進行操作,只對需要編輯的地方下手,是不是很厲害呢?
在體內遞送方面,SpuFz1 的表現也非常出色。
研究團隊用腺相關病毒單載體把它導入小鼠視網膜,結果在 Ai9 報告小鼠模型中觀察到了清晰的熒光信號,還在內源基因位點檢測到了穩定的編輯信號。
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這就說明,SpuFz1 能夠很好地在眼部及復雜神經組織中發揮作用。
以前的基因編輯系統往往需要多個載體協同工作,不僅麻煩,還增加了安全風險,而 SpuFz1 只需要一個載體就行了,真正實現了 “一針式” 基因治療的可能。
給大家說個例子吧,角膜新生血管疾病是導致角膜透明性下降和視力障礙的重要原因,傳統治療方法效果不太好,還容易復發。
但是有了 SpuFz1,就可以通過基因編輯技術直接調控血管生成相關基因的表達,有望實現更精準、更持久的治療效果。
還有遺傳性視網膜變性疾病,這也是導致遺傳性失明的主要原因之一,SpuFz1 的堿基編輯能力可以精確修復點突變,為這些患者帶來了新的希望。
其實啊不僅僅是在眼病治療方面,SpuFz1 的應用前景非常廣闊。
最近南京農業大學萬建民院士團隊也利用類似的技術。
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開發出了適用于植物的高效 OMEGA?Fanzor 基因組編輯系統,在水稻再生植株中實現了最高 50.0% 的編輯效率,為植物育種技術和功能基因研究提供了新工具。
這就說明 SpuFz1 這種基因編輯技術的影響力正在不斷擴大,不僅能造福人類,還能為農業生產做出貢獻。
不過從實驗室到臨床應用,SpuFz1 還面臨著一些挑戰。
比如說安全性評估,需要進行大規模的脫靶效應檢測和長期安全性觀察。
還有遞送效率也需要進一步優化,要確保編輯系統能夠準確地到達目標細胞并發揮作用。
另外監管審批、生產工藝標準化等問題也需要解決。但我相信,這些問題都難不倒我們的科研人員,他們一定會努力克服困難,讓 SpuFz1 盡快造福更多的患者。
總的來說復旦的 SpuFz1 基因編輯平臺真是一項了不起的科研成果,它為基因治療領域帶來了新的希望和機遇。
在未來隨著技術的不斷發展和完善,SpuFz1 一定會在更多的領域發揮重要作用,為我們的生活帶來更多的改變。讓我們一起期待吧!
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