“基因剪刀”可以彻底清除细胞中的 HIV

一种剪切酶能精确无误地编辑DNA

得益于构成抗逆转录病毒疗法的药物组合,艾滋病病毒(HIV)不再是绝症。但抗逆转录病毒疗法也有其弊端——长期服用治疗费用昂贵,会增加药物耐药性,并可能引起患者的不良反应。而且,由于病毒 会潜伏在体内储存库中,如果患者停止用药,疾病仍可能继续进展。

现在,一个德国研究团队发现了一种酶,它可以将病毒DNA从细胞的遗传密码中“剪切”出来,从而有望彻底根除患者体内的病毒。这项本周发表在《自然·生物技术》杂志上的 概念验证研究,并由Ars Technica 报道,是在小鼠身上进行的,但研究人员相信他们的结论表明这种DNA剪切酶可以在临床实践中使用。如果它能将HIV的遗传密码从患者体内剪切出来,这项技术就有可能治愈这种疾病。

研究人员通过定向进化(一种模仿蛋白质自然进化过程的工程技术)创造了一种名为Brec1的DNA剪切酶。他们编程使该酶能够切割HIV特有序列的两侧DNA——这是一项艰巨的任务,因为生物体和病毒本身的DNA经常发生变异。尽管如此,研究人员还是识别出一个高度保守的序列,然后他们测试了该酶在从HIV感染者身上提取的细胞、细菌以及感染了人类HIV形式的小鼠中剪切该序列的可靠性。经过多次调整,Brec1只切割该DNA序列,并在HIV序列被切除后修复细胞的遗传密码。21周后,经Brec1处理的细胞 no signs of HIV。

科学家们长期以来一直在考虑剪切携带HIV的DNA片段。他们曾尝试过 其他基因剪切酶,例如 CRISPR 和TALENS,但这些技术不够精确,无法用于临床实践,因为它们有时会在基因组的其他地方造成意外的切割。

如果说关于CRISPR用于人类DNA的争论教会了我们什么,那就是人们(可以理解地)对改变人类基因组的长期影响持谨慎态度。 其他治愈HIV的策略,包括早期使用抗逆转录病毒药物和调整免疫系统,不像基因改造那样让人们感到担忧。但是,如果Brec1在人类身上的表现能像在这项研究中一样可靠,它可能会成为治愈HIV的最有希望的候选方法之一。

尽管研究人员还有一些问题——例如,在DNA中编码了不止一种HIV版本的情况下会发生什么——但他们计划在不久的将来在人类身上测试Brec1。

 

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Alex 是一位居住在纽约市的科学作家。她曾为《大西洋月刊》、《Motherboard》、《Audubon Magazine》、《The Verge》和《Fast Company》等杂志撰稿。当她不沉迷于科学时,Alex 喜欢旅行、徒步、瑜伽,以及(尝试)烹饪新食物。

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