美國斯坦福大學(xué)研究人員近日在《分子細(xì)胞》雜志上發(fā)表論文稱，他們設(shè)計(jì)出一種新型CRISPR-Cas基因編輯工具，可一次探測和控制多個遺傳電路。研究人員稱，這一新技術(shù)有助于更準(zhǔn)確地檢測癌癥，并幫助消除癌細(xì)胞。

人體中的每個細(xì)胞都有一個類似計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，通過成千上萬個電路發(fā)送生物信號，以監(jiān)視細(xì)胞的需求并調(diào)節(jié)其反應(yīng)。當(dāng)發(fā)生癌癥等疾病時，這些電路通常會出錯，導(dǎo)致異常的信號和反應(yīng)。如何準(zhǔn)確檢測這些異常信號，對于疾病診斷和治療至關(guān)重要。

在新研究中，斯坦福大學(xué)研究人員對他們此前開發(fā)的CRISPR-Cas基因編輯工具進(jìn)行了擴(kuò)展升級，在其基礎(chǔ)上建立了新的感知—響應(yīng)系統(tǒng)。

這個被稱為分離式dCas12a平臺的系統(tǒng)可在哺乳動物細(xì)胞中構(gòu)建多輸入、多輸出的邏輯電路。該系統(tǒng)具有高度可編程性，可以生成帶有2個、3個和4個輸入的可擴(kuò)展與門。而通過使用抗CRISPR蛋白作為OFF開關(guān)，它也可以整合非邏輯。通過將分離式dCas12a平臺與多個腫瘤相關(guān)啟動子偶聯(lián)，研究人員證明，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)邏輯門控，對乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行特異性檢測，并執(zhí)行治療性免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)。

研究人員指出，在適當(dāng)時機(jī)整合生物信號并執(zhí)行功能響應(yīng)的能力對于使用合成生物學(xué)進(jìn)行復(fù)雜細(xì)胞工程至關(guān)重要。雖然CRISPR-Cas系統(tǒng)已經(jīng)被用于基因組的合成操作，但尚未被完全用于復(fù)雜的環(huán)境信號感知、整合和驅(qū)動。他們創(chuàng)建的新工具，可以同時探測和控制多個遺傳電路，這十分重要，因?yàn)橄癜┌Y這樣的復(fù)雜疾病通常是由涉及多個基因的一系列故障導(dǎo)致的，很難通過單個基因分析來識別。新技術(shù)可幫助醫(yī)生更加精確地識別疾病狀態(tài)，更加安全地進(jìn)行治療。

研究人員認(rèn)為，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍不僅限于治療癌癥等疾病，還有其他用途，如用于促進(jìn)干細(xì)胞快速轉(zhuǎn)化以修復(fù)受損器官等。

來源： 科技日報(bào) 劉海英