CRISPR/Cas9基因编辑技术问世以来已经在很多领域得到广泛的应用。利用这一技术开发的基因疗法在医疗健康领域中具有巨大的应用前景。CRISPR/Cas9技术能够对基因组在指定位点进行基因编辑,但是对这项技术的一个常见的忧虑是担心基因编辑会在不该出现的地方发生。日前,英国巴斯大学(University of Bath)和卡迪夫大学(Cardiff University)的研究人员利用合成生物学(synthetic biology)技术开发出一种新型Cas9核酸酶。它让CRISPR/Cas9基因编辑系统的活性受到一个低成本、丰富、无毒的氨基酸的调控,从而让CRISPR/Cas9技术更为安全可控。这项研究发表在最新一期的《Scientific Reports》期刊上。
CRISPR/Cas9技术的重要一环是名为Cas9的核酸酶,它能够切断双链DNA,从而介导基因编辑的产生。理想的Cas9应该在需要完成基因编辑任务时表达,在完成基因编辑任务后失活。在调控Cas9核酸酶活性的研究领域,科学家们已经获得了重大进展,目前Cas9核酸酶的活性可以被光、温度、以及抗生素调控,但是这些调控手段都有不同的缺陷。例如,利用抗生素调控的Cas9核酸酶通常无法完全抑制Cas9的活性,而且使用抗生素可能影响动物的微生物组,从而产生其它的副作用,并且可能导致自然界中的细菌产生对抗生素的抗性。
巴斯大学和卡迪夫大学的研究人员利用了合成生物学中基因密码子扩展(codon expansion)技术生成了一种新型Cas9核酸酶。自然界的蛋白由20种天然氨基酸组成,而细胞的蛋白合成机制利用64种基因密码子来完成蛋白合成过程。基因密码自扩展技术将特定密码子与非天然氨基酸配对,让细胞在合成蛋白时在特定位点加入非天然氨基酸,从而赋予蛋白新的功能。
本研究的设计(图片来源:《Scientific Reports》)
在这项研究中,研究人员将原本编码中止信号的“UAG”密码子与一种名为BOC的非天然氨基酸配对,他们同时在编码Cas9蛋白的基因序列中引入UAG密码子。这导致这种新型Cas9蛋白的合成时需要环境中存在BOC氨基酸,如果BOC氨基酸不存在,那么Cas9蛋白就无法合成,CRISPR/Cas9基因编辑系统就没有活性。而在环境中加入BOC氨基酸则会导致Cas9蛋白的合成,激发基因编辑系统的活性。
利用体外细胞培养模型和转基因小鼠模型,研究人员证明了这种新型CRISPR/Cas9基因编辑系统只在BOC非天然氨基酸存在的情况下才会表现出基因编辑活性。这种调控系统的优势在于它可以中止Cas9蛋白的产生,从而在不需要基因编辑的情况下完全抑制Cas9核酸酶的活性。而且BOC氨基酸是一种赖氨酸的衍生物,它无毒、丰富、成本低、而且不会对环境产生不良影响。
“从生物医药到食品安全,基因编辑在生命科学的多个领域中具有巨大的潜力,”文章的负责人之一,卡迪夫大学的蔡羽轩博士说:“BOC提供了一种前景看好的调控基因编辑的方式。我们将继续努力完善这一创新基因编辑系统。”
参考资料:
[1] A novel switch to control genome editing
[2] Switchable genome editing via genetic code expansion
来源:药明康德
来源: 药明康德
为你推荐
资讯 “人工智能+医疗卫生”应用,国家卫健委在各方面的考虑方向
到2027年,建立一批卫生健康行业高质量数据集和可信数据空间,形成一批临床专病专科垂直大模型和智能体应用,基层诊疗智能辅助、临床专科专病诊疗智能辅助决策和患者就诊智能服...
2025-11-14 22:54
资讯 依视路®星趣控® 2.0镜片H.A.L.T. MAX技术相关研究获国际医学期刊发表
近日,国际医学期刊《Translational Vision Science & Technology》(简称TVST)发表了一篇最新的同行评审研究论文,公布了评估搭载Highly Aspherical Lenslet Target (...
2025-11-14 19:45
资讯 扬厉医药完成亿元级B轮融资,启明创投独家投资
本轮融资由启明创投独家领投,公司现有股东泰福资本、杭州国资、润璋创投继续跟投,融资资金将全额用于多款核心产品的临床研究推进。
2025-11-13 17:26
资讯 直击医工转化核心命题,全球医疗科技创新生态大会勾勒中国源创新路径
波士顿科学、丹纳赫、西门子医疗三家全球领先的医疗科技企业,以开放协同的姿态诠释了“生态共融”的核心内涵,成为行业关注的焦点。
文/张蓉蓉 2025-11-13 13:18
资讯 北大医药董事长涉嫌刑事犯罪被批捕
11月12日晚间,北大医药股份有限公司发布公告,公司董事长、总裁徐晰人先生因被刑事拘留,暂时无法正常履职,授权公司董事陈岳忠先生代为行使董事长职责,授权公司常务副总裁余...
2025-11-13 10:08
资讯 Illumina® Protein Prep 以NGS蛋白质组学技术为全球超过40家客户提供突破性的精准解决方案,涵盖从学术机构到大型国家生物样本库
自 9 月全球商业化上市以来,Illumina Protein Prep 以“开箱即用”的解决方案显著提升蛋白质组学研究的可及性,目前因美纳全球客户已完成逾 4 万个样本的处理
2025-11-13 09:24
资讯 数说心律,同心共创——共话心脏节律管理创新方案
在第八届中国国际进口博览会期间,美敦力心脏节律管理业务部成功举办“数说心律,同心共创”主题活动,聚焦“以患者为中心”的创新实践,推动先进疗法造福中国。
2025-11-12 15:33
资讯 安科生物增资博生吉,获得PA3-17 注射液CAR-T产品大中华区独家代理权
11月11日晚间,安科生物发布公告称公司与博生吉医药科技(苏州)有限公司签署《增资协议》与《独家代理框架协议》,达成新一轮深度战略合作。
2025-11-11 22:53
资讯 熙源安健获得超2亿元A轮融资,加速核心管线进展和全球化布局
本轮融资由北京市医药健康产业投资基金领投,渶策资本、光华梧桐、比邻星创投跟投,老股东顺禧基金、启明创投持续加投,行远致同担任财务顾问。
2025-11-11 21:52
资讯 诺华的核药将在嘉兴量产
近日,跨国药企巨头诺华宣布其放射配体疗法(RLT)药物派威妥(镥[177Lu]特昔维匹肽注射液)的两个适应症同时获得国家药品监督管理局批准,分别为用于治疗既往接受过雄激素受体...
2025-11-11 18:23
资讯 国家医保局:开展医保经办全业务流程智能审核试点
国家医保局确定北京市、天津市、河北省、辽宁省、浙江省、湖南省、重庆市医疗保障局为试点单位,开展医保经办全业务流程智能审核试点工作。
2025-11-11 18:15
资讯 贺普药业乙肝创新药物获突破性进展
近日,第76届美国肝病研究协会(AASLD)年会在美国华盛顿开幕。由上海贺普药业研发的乙肝创新药贺普拉肽临床研究取得突破性进展,以大会报告形式公布了治疗慢性乙肝II期随机双盲...
2025-11-10 20:57
资讯 远大医药复方鼻喷剂莱特灵®国内成功获批,过敏性鼻炎迎全新复方治疗方案
全球创新药Ryaltris®复方鼻喷剂(“GSP 301 NS”或“莱特灵®”)已获国家药监局颁发药品注册证书,且在药品审评过程中未收到补充资料通知,实现“零发补”获批上市。
2025-11-10 17:37
资讯 创新医疗国际合作新范本,复星凯瑞与沙特Fakeeh共拓细胞治疗新里程
此次签约聚焦CAR-T细胞治疗领域,双方就共同推进该技术在沙特的临床落地和本地化发展达成了合作意向。
2025-11-10 17:32
资讯 安永吴晓颖:从“辅助工具”到“核心能力”,生成式 AI 将重塑医疗器械行业竞争格局
第八届中国国际进口博览会上,安永正式发布《生成式人工智能在医疗器械行业潜在应用》白皮书。
文/张蓉蓉 2025-11-10 16:26







