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脑洞大开，用CRISPR CAS13A喷雾治疗流感和新冠病毒作者：Magigen来源：Nature 广州美格生物提供全系列的CRISPR Cas蛋白、恒温扩增试剂、逆转录酶、侧向层析试纸条，用于基因编辑、快速检测。想了解详情，请点击：CRISPR Cas蛋白、恒温扩增试剂、逆转录酶、侧向层析试纸条将CRISPR Cas13a蛋白用于治疗新冠病毒？CRISPR基因编辑技术在非遗传DNA改变方面具有巨大的潜力，可以治疗甚至治愈HIV、地中海贫血、肌肉萎缩症等一系列严重的遗传性疾病。 crispr cas12蛋白和cas13蛋白也被用于病毒检测，CRISPR技术可否用来治疗流感和新冠病毒？ 最近的一项动物研究表明，一种靶向病毒RNA而不是人类DNA的CRISPR系统可以作为一种吸入式抗病毒治疗方法，可以预先编程，以寻找和打败几乎任何流感病毒株和许多其他呼吸道病毒，包括冠状病毒COVID-19。 有这么神奇吗？ 传统的CRISPR基因编辑系统依赖于序列特异性的引导RNA，将一种类似剪刀的酶crpispr cas9引导到基因组中合适的位置，然后切断、替换或修复致病突变。 而这种新的抗病毒CRISPR系统也依赖于导向RNA。但该向导RNA却将另一种crispr cas蛋白 cas13a蛋白酶引入病毒基因组的适当位置，结合并、切割病毒RNA，阻止病毒在肺细胞中复制。 发现crispr这一功能的是美国亚特兰大佐治亚理工学院和埃默里大学的菲利普·桑坦杰洛实验室的Santangelo科学家团队。 早前，已经有其他研究小组的研究发现在实验室培养皿中，cas13蛋白可以降解流感病毒RNA。 在这项最新的研究中，Santangelo和他的同事们转向老鼠和仓鼠，他们想知道这种酶是否能在活动物的肺组织中发挥作用。 Santangelo团队是如何实现这个猜想的呢？构想非常奇妙。 该CRISPR系统设计特别的地方在于，不是将cas13a蛋白输送到肺部，而是利用带指令的信使RNA（mRNA）生成抗病毒cas13a蛋白。 这与辉瑞和Moderna基于mRNA的COVID-19疫苗的想法是一样的，原理是引导你的肌肉细胞产生病毒刺突蛋白，从而启动免疫反应。 在这种情况下，肺细胞将cas13a mRNA翻译，生成蛋白。CAS13a蛋白在同样传递到同一细胞的引导RNA的引导下，降解病毒RNA并阻止感染。 因为mRNA不进入细胞核，它不会与DNA相互作用，人们不必担忧mRNA导致基因改变的潜在威胁。 研究人员设计了向导RNA，专门针对流感病毒中一个共享的、高度保守的部分，而这些病毒参与复制基因组和感染其他细胞。 他们还设计了另一套针对SARS-CoV-2关键部位的引导rna。 接下来，他们使用合适的雾化器将cas13a mRNA和引导物直接输送到动物的肺部，就像用喷雾疗法将药物输送到人的肺部一样。 在感染流感的小鼠中，Cas13a蛋白降解了肺部的流感RNA，动物恢复正常，没有任何明显的副作用。 在感染SARS-CoV-2的仓鼠身上，同样的方法限制了病毒在细胞内复制的能力，动物的COVID-19症状得到改善。 这项成果是科学研究现首次发现，mRNA可以在活肺组织中表达cas13a蛋白，而不仅仅是在培养皿中的细胞中。 这也是首次证明Cas13a蛋白能有效减缓或阻止SARS-CoV-2的复制。这为人类展现了一个希望：CRISPR系统可以快速应用于对抗任何未知的新型冠类病毒。
PB2 targeted guide selection and influenza A sequence coverage 研究报告说，这种方法有可能对抗在世界各地传播的99%的流感病毒株。 它还应该对目前在全球传播的新的传染性更强的COVID19变种同样有效。 虽然在人类身上尝试这种抗病毒方法之前，还需要更多的研究来了解其安全性，但很明显，像这样的研究进展, 对于帮助我们对抗过去、现在和未来威胁生命的呼吸道病毒具有巨大的潜力。 将来有一天，我们不需要打疫苗，不需要去医院，只需要喷一下喉咙就可以治疗流感、新冠病毒了。 科学真奇妙。 参考文献 Treatment of influenza and SARS-CoV-2 infections via mRNA-encoded Cas13a in rodents 相关阅读 基于CRISPR Cas13a的快速、简易核酸检测CREST CRISPR Cas13a结合恒温扩增技术进行病毒检测与实战验证 RNA targeting with CRISPR Cas13a |
