使用新 CRISPR 工具的创新抗病毒防御

由柏拉图重新发布

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12 年 2024 月 XNUMX 日 (Nanowerk新闻) SARS-CoV-2 等 RNA 病毒的兴起凸显了对抗它们的新方法的必要性。像 CRISPR/Cas13 这样的 RNA 靶向工具功能强大，但在细胞质中效率低下，许多 RNA 病毒在细胞质中进行复制。来自亥姆霍兹慕尼黑和慕尼黑工业大学 (TUM) 的科学家设计了一种解决方案：Cas13d-NCS。这种新的分子工具允许位于细胞核内的 CRISPR RNA 分子移动到细胞质，使其能够非常有效地中和 RNA 病毒。这一进步为精准医学和主动病毒防御策略打开了大门。研究结果发表于 细胞发现 (“工程化的核质穿梭 Cas13d 可实现高效的胞质 RNA 靶向”). Cas13d-NCS 治疗可预防 SARS-CoV-2 的传播（绿色）

Cas13d-NCS 治疗可防止 SARS-CoV-2（绿色）的传播。（图片：Wolfgang Wurst）随着世界为应对 SARS-CoV-2 大流行等 RNA 病毒未来和持续的全球健康威胁做好准备，抗病毒开发的突破性进展正在成为对抗这些传染病的关键武器。这项创新的核心是对 CRISPR/Cas13 系统的探索，该系统以其操纵 RNA 的可编程能力而闻名，并已成为各种 RNA 靶向应用不可或缺的工具。然而，一个重大障碍阻碍了 Cas13d 的有效性：它仅限于哺乳动物细胞的细胞核。这极大地限制了其在胞质应用中的效用，例如可编程抗病毒疗法。

有效的抗病毒解决方案

由 Wolfgang Wurst 教授、Christoph Gruber 博士和 Florian Giesert 博士（慕尼黑亥姆霍兹发育遗传学研究所、慕尼黑工业大学发育遗传学系主任）组成的科学团队，与 Gregor Ebert 博士（病毒学研究所）的团队密切合作亥姆霍兹慕尼黑大学和慕尼黑工业大学）和 Andreas Pichlmair 教授（慕尼黑工业大学病毒学研究所）成功克服了与 Cas13d 胞质不活性相关的这一挑战。通过仔细的筛选和优化，研究人员开发了一种革命性的解决方案：Cas13d-NCS，这是一种能够将核crRNA转移到细胞质中的新型系统。 crRNA 或 CRISPR RNA 是短 RNA 分子，可引导 CRISPR-Cas 复合物到达特定目标序列以进行精确修饰。在细胞质中，蛋白质/crRNA 复合物以互补 RNA 为目标，并以前所未有的精度降解它们。 Cas13d-NCS 在降解 mRNA 靶点和中和自我复制 RNA 方面表现出色，包括委内瑞拉马脑炎 (VEE) RNA 病毒的复制序列和 SARS-CoV-2 的几种变体，其性能优于其前辈，从而释放了 Cas13d 的全部潜力：可编程抗病毒工具。

重新定义 RNA 病毒治疗的前景

这一重要成就代表着在抗击流行病和加强防范未来疫情方面迈出的重要一步。该研究的影响超越了传统的抗病毒策略和 CRISPR 系统，通过实现基于 CRISPR 的干预措施的亚细胞定位的战略操作，开创了精准医学的新时代。 “Cas13d-NCS 抗病毒开发的这一突破标志着我们与 RNA 病毒持续斗争的关键时刻，”该研究协调员 Wolfgang Wurst 教授说。 “这一成就展示了协作创新和人类聪明才智在我们追求更健康、更有弹性的世界过程中的力量。”