核酸研究:一种新的DNA修复方法成功修复了患者肾脏细胞中的致病基因突变

在一项新研究中，布里斯托尔大学和瑞典卡罗琳学院的研究人员成功修复了基因突变，导致遗传性肾病虚弱，影响肾细胞中的儿童和年轻人DNA修复工具可能会导致治疗变化。2022年7月22日，在《核酸研究》杂志上发表了相关研究成果，题目是利用单一细菌实现高效crisp介导的大DNA对接和倍增prime编辑》。

在这项新的研究中，这些作者描述了他们如何构建一种DNA修理工具Podocin这是类固醇抗性肾病综合征（SRNS）一种常见的遗传原因。

Podocin它是一种通常位于特定肾细胞表面的蛋白质，对肾功能至关重要。但有缺陷的足细胞素仍然留在细胞中，永远不会到达细胞表面，最终损害足细胞。由于该病不能通过药物治愈，因此通过基因疗法进行修复Podocin缺乏基因突变给患者带来了希望。

人类病毒通常用于基因修复的基因治疗。这些病毒被用作携带基因突变的细胞的特洛伊木马。目前占主导地位的系统包括慢性病毒（LV）、腺病毒（AV）与腺相关的病毒（AAV），它们是相对无害的病毒，容易感染人类。然而，这些病毒都有相同的局限性，即它们的病毒壳空间有限。这反过来又限制了它们能够运输的货物容量，即高效基因修复所需的货物容量DNA序列极大地限制了它们在基因治疗中的应用。

布里斯托大学生物化学学院随着合成生物技术的应用Francesco Aulicino博士和Imre Berger教授领导的研究团队重新设计了一种对人类无害的昆虫病毒，不再受到有限货物容量的限制。

Aulicino医生说：杆状病毒不同于LV、AV和AAV，它缺少一个刚性的外壳来包裹货舱。杆状病毒的外壳类似于空心杆，但随着货物的增加而变长。这意味着杆状病毒可以提供更复杂的工具包来修复遗传缺陷，使其比普通系统更通用。

首先，杆状病毒必须有能力进入人体细胞，但通常没有。Aulicino医生解释说：我们用蛋白质装饰杆状病毒，这样它就能有效地进入人体细胞。这种改造后的杆状病毒被认为是安全的，因为它只能在昆虫中增殖，而不能在人体细胞中增殖。然后，这些作者使用他们的工程杆状病毒比以前大得多DNA将这些片段整合到一系列人类细胞的基因组中。

在人类基因组中DNA这些基因编码细胞功能所需的蛋白质由30亿个碱基对组成，形成约2.5万个基因。假如我们的基因中有错误的碱基对，就会产生错误的蛋白质，使我们生病，导致遗传疾病。基因治疗有望从根本上修复遗传性疾病，以纠正我们基因组的错误。基因编辑方法，特别是基于CRISPR/Cas通过对碱基对的基因修复，基因编辑方法极大地促进了该领域的发展。

这些作者利用基因组中携带错误病人来源的足细胞来证明其技术的适用性。通过构建DNA修复工具包括基于蛋白质的分子剪刀、引导其核酸分子和替代缺陷基因DNA他们使用工程杆状病毒传递序列Podocin同时使用基因健康复制品CRISPR/Cas以碱基对准确性将其插入基因组。这可以逆转致病表型，将足细胞素恢复到足细胞表面。

MultiMate多功能可快速组装DNA电路，使杆状病毒能在人类细胞中有效传递。2022年核酸研究图片，doi：10.1093/NAR/gkac587。

我们用杆状病毒感染体外培养的昆虫细胞，产生重组蛋白，以研究其结构和功能，伯杰教授解释说。这个叫MultiBac的方法是由Berger实验室开发。在世界各地的实验室中，非常大的多蛋白质复合物已经成功制造出来，有许多亚单位。“MultiBac利用杆状病毒外壳的灵活性，将会更大DNA将片段送入体外培养的昆虫细胞，引导它们组装我们感兴趣的蛋白质。当他们意识到同样的特征可能会改变人类细胞的基因治疗时，他们开始试图在这项新研究中建立一个新的系统。

Aulicino医生补充说：使用我们的系统的方法有很多。podocin修复，我们可以用我们的杆状病来证实

我们可以有效地纠正基因组不同位点的许多错误，包括毒递系统和现有的最新编辑技术。

布里斯托大学论文共同作者Moin Saleem教授说，“SRNS是影响肾脏的常见遗传疾病之一。SRNS肾衰竭发生在早期，导致生活质量严重下降。

布里斯托大学论文共同作者Gavin Welsh教授总结道：这些结果非常令人鼓舞。Berger团队创造的新方法不仅仅是治疗SRNS在这些疾病中，有效的基因修复在目前的技术中是不可行的。在临床应用中使用新的载体系统是一条漫长的道路，但我们相信它所提供的优势使它成为一项值得研究的工作。(中国医药网 yyyey.com）