來自斯克里普斯研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種驚人簡單及安全的破壞細胞內(nèi)特異基因的新方法?？茖W(xué)家們證實其可作為實驗性基因治療一種更安全的替代用于對抗HIV感染，由此顯示了這一新技術(shù)的醫(yī)療潛力。相關(guān)論文發(fā)表在7月1日的《自然方法》（Nature Methods）雜志上。

“我們證實我們可以修飾細胞的基因組，且不會出現(xiàn)長期以來傳統(tǒng)基因治療技術(shù)相關(guān)的麻煩，”文章的資深作者、斯克里普斯研究所分子生物學(xué)和化學(xué)教授Carlos F. Barbas III說。

這一新技術(shù)采用了鋅指核酸酶（ZFN）蛋白，其可以在基因組精確位點結(jié)合和切割DNA。當(dāng)前ZFNs正開始廣泛應(yīng)用于科學(xué)實驗和潛在疾病治療，其通常是采用具有潛在風(fēng)險的基因治療方法傳遞到細胞中。

斯克里普斯研究所的科學(xué)家將ZFN蛋白直接添加到了培養(yǎng)皿中的細胞上，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)進入了細胞，以高效率和最小的附帶損害完成了它們的基因剪切功能。

美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）下屬國立普通醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所轉(zhuǎn)錄機制基金與NIH先鋒獎監(jiān)管者Michael K. Reddy說：“這項工作消除了有效利用ZFN蛋白作為一種人類基因治療工具的主要瓶頸。Barbas博士的方法‘簡單’測試了這一想法：ZFNs可能具有固有的細胞穿透能力。它證明了Barbas博士極富創(chuàng)意的品性，更一步地驗證了將其作為2010年NIH先鋒獎得主的選擇?！?/SPAN>

質(zhì)疑假設(shè)

ZFNs發(fā)明于20世紀(jì)90年代中期，是由兩種類型的蛋白質(zhì)制成的人工構(gòu)成物：一種“鋅指”結(jié)構(gòu)設(shè)計用于結(jié)合特異的短DNA序列，和一種可以細胞無法輕易修復(fù)的方式在結(jié)合位點切割DNA的核酸酶。Barbas在90年代初第一個發(fā)明了獨創(chuàng)的技術(shù)生成了可用于將核酸酶引導(dǎo)至靶向基因的鋅指蛋白。

科學(xué)家們過去認(rèn)為ZFN蛋白不能穿過細胞膜，因此標(biāo)準(zhǔn)的ZFN傳遞方法一直是一種基因治療技術(shù)，采用相對無害的病毒攜帶設(shè)計的ZFN基因進入到細胞中。一旦進入，ZFN基因就會開始生成ZFN蛋白，進而尋找和摧毀細胞DNA中的靶基因。

基因治療方法的一個危險就是病毒DNA，即便不是逆轉(zhuǎn)錄病毒，也可能最終會被隨機插入到細胞DNA中，破壞諸如腫瘤抑制基因等有用基因。另一個風(fēng)險就是這種傳遞方法，ZFN基因?qū)⒆罱K生成太多的ZFN蛋白，導(dǎo)致大量的“脫靶”DNA切割?！安《緜鬟f方法涉及大量脫靶損害，”Barbas說。

在新研究中，Barbas和同事們著手尋找一種更安全的ZFN傳遞方法，不涉及將病毒或其他遺傳材料導(dǎo)入細胞中。他們開始對攜帶幫助穿透細胞膜的額外蛋白質(zhì)片段的ZFN蛋白進行了實驗，但卻發(fā)現(xiàn)這些修飾的ZFNs很難以有用的數(shù)量生成。最終，科學(xué)家們意識到普通ZFNs的鋅指部分具有的特性有可能能使蛋白自己穿過細胞膜。

“我們嘗試研究了未修飾ZFNs，并且看到它們易于生產(chǎn)，可以相當(dāng)有效地進入細胞，”Barbas說。

對抗HIV的新策略

接下來，研究小組顯示了這一新技術(shù)如何能夠用于基于ZFN的策略對抗HIV感染（未完待續(xù)……）。