CRISPR-Cas13技术目标蛋白质导致鼠标ALS和亨廷顿氏病神经系统

单个基因突变可以产生深远的影响,在神经退行性疾病如肌萎缩性脊髓侧索硬化症或亨廷顿氏舞蹈症。伊利诺伊大学香槟分校的研究人员的一项新研究目标CRISPR技术用于小鼠的中枢神经系统关闭生产突变的蛋白质可引起肌萎缩性侧索硬化症和亨廷顿氏舞蹈症。

而不是流行DNA-editing CRISPR-Cas9技术,新方法使用CRISPR-Cas13,目标mRNA-the信使分子蛋白质从DNA蓝图转录。伊利诺斯州团队Cas13系统开发目标和削减rna编码突变蛋白触发ALS和亨廷顿氏舞蹈症,有效沉默突变体基因没有扰乱细胞的DNA,研究负责人托马斯•Gaj伊利诺斯州生物工程教授。其结果发表在《华尔街日报》科学的进步。

”针对RNA,而不是DNA有一些独特的优势,包括这一事实,在理论上,它的影响在一个细胞能够逆转由于RNA是瞬态分子,”科林Lim说,研究生他领导了这项研究。“因为Cas13 RNA酶只是目标,也有最小的风险引入任何永久性的非目标突变的DNA。”

研究者们注入CRISPR-Cas13系统与基因突变小鼠的中枢神经系统,引起肌萎缩性侧索硬化症或亨廷顿氏舞蹈症。腺相关病毒载体携带RNA-targeting系统细胞。这些向量是一种很有前途的基因治疗的载体部分原因是他们进入细胞的能力在脊髓和大脑,Gaj说。

研究人员发现CRISPR-Cas13有效减少突变蛋白的量存在于神经系统对于diseases-specifically,脊髓内的蛋白质SOD1与ALS的老鼠,和“杭丁顿蛋白”的蛋白质与亨廷顿氏舞蹈症的老鼠的大脑。SOD1基因突变蛋白的减少也与更好的治疗结果:小鼠肌萎缩性侧索硬化症收到CRISPR-Cas13注入疾病进展缓慢,提高生存和握力下降的速度较慢,而和运动技能老鼠未接受治疗。

研究人员说,这项研究提供了关键的证据表明CRISPR-Cas13可以击倒目标基因在神经系统中,一个关键的一步,最终基于技术开发有针对性的治疗。然而,他们说需要进一步的研究来更好地了解Cas13,细菌酶,在哺乳动物细胞功能,特别是是否目标意想不到的RNA序列或可能导致免疫反应。

“在我们的实验中,Cas13通常是特定的更成熟的基因沉默方式我们一起测试,“Gaj说。“但决定如何具体而因此safe-Cas13是如何在人类细胞仍然是一个关键问题。

“我们很兴奋探索潜在的Cas13和其他RNA-targeting CRISPR酶。然而,这项技术还处于起步阶段。许多重要问题其特异性和分裂不属预定目标的rna需要回答的能力,所有这些都将帮助指导其细化和其未来使用,”他补充道。

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