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震撼!光控基因编辑器有望关闭致癌基因

导读: 人为什么会得癌症?人体均携带有原癌基因,当原癌基因受到外界物理或化学致癌因子的刺激,发生癌变,人就得了癌症。基因治疗(gene therapy)是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的。

  人为什么会得癌症?人体均携带有原癌基因,当原癌基因受到外界物理或化学致癌因子的刺激,发生癌变,人就得了癌症。基因治疗(gene therapy)是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的。

  将原癌基因剪切掉,是不是人就不会得癌症了呢?

  理论上,这的确是个可行的方案。现有技术的基因编辑主要是利用CRISPR基因编辑系统实现。CRISPR基因编辑系统可以通过删除或者替换活细胞的任何一段标记基因。近日,MIT研究人员增加入了一个额外的控制层,通过系统的响应光,就可以实现对基因编辑的精确控制。

  有了这个新的系统,研究人员只需要对靶细胞进行紫外光照射,就可以实现基因编辑。这样的控制方法可以帮助科学家更详细的研究细胞和遗传物质是如何影响胚胎发育和遗传疾病。甚至还可以精确到关闭肿瘤细胞中的致癌基因。

  光敏感,实现时间和空间节点的精确控制

  “这个转化器的优点是,可以实现对时间和空间节点的精确控制,”MIT电气工程和计算机科学学院科学家,MIT科赫研究所综合癌症研究人员Sngeeta Bhatia表示。

  麻省理工学院的医学工程与科学研究所博士后Piyush Jain建立了一个方法,用光来控制RNA干扰,即将小股RNA传递到细胞来暂时阻断特定的基因。于是Jain从中获得灵感,将将同样的技术应用到CRISPR编辑器上。

  CRISPR编辑基因是一个复杂的过程,需要由一段短链的RNA引导DNA内切酶Cas9到一个特定的基因区域,然后在Cas9的作用下对基因进行剪切。细胞的DNA修复胶将修建的两个端口重新连接,由此实现长期的删除掉一小段基因,使其无法产生作用。

  为了制造CRISPR光敏系统,研究人员对Cas9进行了改造,使其只在接收到特定波长的光照射时才具有剪切能力。MIT团队决定采用不同的方式来引导RNA链段,实现光敏感。Bhatia表示,未来,人们可以更容易的实现通过传递改良的引导RNA链段来编译靶细胞达到制造光敏Cas9的目的。

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