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“可編程分子剪刀”有助對抗新冠

2022年11月18日08:31 來源:科技日報

  科技日報北京11月17日電 (記者張夢然)英國劍橋大學科學家利用合成生物學創造了人工酶,這些人工酶被編程為靶向新冠病毒的遺傳密碼并能摧毀該病毒,該方法可用于開發新一代抗病毒藥物。發表在16日《自然·通訊》雜志上的研究,報告了研究團隊如何使用這項技術成功地“殺死”活的新冠病毒。

  2014年的一項研究發現,人工遺傳物質XNA——自然界中未發現的RNA和DNA的合成化學替代品,可用于制造世界上第一種全人工酶XNAzyme。

  XNAzyme經過精心設計,在細胞內更加穩定和高效。這些人工酶可切割長而復雜的RNA分子,而且非常精確,如果目標序列僅存在一個核苷酸的差異,它們就會意識到不去切割。這意味著它們可被編程為攻擊與癌癥或其他疾病有關的突變RNA,而讓正常的RNA分子不受干擾。

  簡而言之,XNAzyme是分子剪刀,可識別RNA中的特定序列,然后將其切碎。雖然可對這些人工酶進行編程以識別特定RNA序列,但XNAzyme的催化核心,也就是操作“剪刀”的機器不會改變。

  科學家已知新冠病毒具有進化和改變其遺傳密碼的能力,這是它產生新變種的根源,而疫苗對這些變種的有效性較低。為了解決這個問題,此次研究人員不僅瞄準了病毒RNA中突變頻率較低的區域,而且還設計了3種XNAzyme以自組裝成切割病毒基因組不同部分的“納米結構”。

  新研究針對了多個序列,因此病毒要逃避治療,就必須同時在幾個位點發生突變。原則上,還可將許多XNAzyme組合在一起制成“雞尾酒”。

  而即使出現了能夠繞過“雞尾酒”的新變種,因為已有了催化核心,也可快速制造新的酶來保持領先地位。

  研究團隊的下一步目標是制造更加特異和強大的XNAzyme,允許它們在體內停留更長時間,并以更小的劑量作為更有效的催化劑。

  【總編輯圈點】

  你可以把XNAzyme想象成一把整體設計保持不變的剪刀,但能根據要剪裁的材料,不斷更換刀片或手柄。這也意味著,科學家們創建新的XNAzyme所需的時間,將遠遠少于開發抗病毒藥物通常所需的時間。與此同時,XNAzyme也可作為新冠藥物使用,譬如保護已經暴露于新冠病毒的人群免受感染,或者直接對感染者進行治療,清除其體內的病毒,對于因免疫系統減弱而難以自行清除病毒的患者,這種方法可能尤為重要。

(責編:喬業瓊、楊迪)


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