Dalhousie醫(yī)學(xué)院卡梅倫癌癥生物學(xué)研究科學(xué)家Graham Dellaire博士利用他對(duì)基因在人體細(xì)胞中組織和修復(fù)的知識(shí)，開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，可以使基因治療更有效，更安全。他的作品最近發(fā)表在Nucleic Acids Research and Nature上。被稱為2015年度突破性發(fā)現(xiàn)的CRISPR代表“聚集規(guī)則 - 間隙短回文重復(fù)序列”。它可以準(zhǔn)確地靶向和編輯DNA，提供治愈遺傳疾病和尋找新的癌癥治療方法的潛力。

要將CRISPR應(yīng)用于非分裂細(xì)胞 - 例如肌肉和腦組織中的細(xì)胞 - 研究人員必須首先使它們像分裂細(xì)胞一樣。他們通過(guò)開(kāi)啟一種稱為同源重組的細(xì)胞過(guò)程來(lái)保護(hù)DNA; 重組允許對(duì)細(xì)胞的基因進(jìn)行操作和重排，而不會(huì)造成弊大于利。

“你不能準(zhǔn)確地修復(fù)非分裂細(xì)胞中的基因，因?yàn)闆](méi)有開(kāi)啟像同源重組這樣的基因途徑來(lái)進(jìn)行基因治療，”德萊爾博士說(shuō)，他是一名副教授兼研究主任。病理學(xué)系。

“我的同事Daniel Durocher博士和他在西奈山醫(yī)院的Lunenfeld-Tanenbaum研究所的團(tuán)隊(duì)找到了一種方法來(lái)重新激活在非潛水細(xì)胞中進(jìn)行基因編輯所需的重組，但該小組需要一種方法證明這一點(diǎn)。這就是我們能夠提供幫助的地方。“

歸零基因目標(biāo)

Dellaire博士在Dalhousie醫(yī)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中提出了一種熒光標(biāo)記技術(shù)，該技術(shù)使科學(xué)家能夠確定基因靶向何時(shí)在細(xì)胞中成功 - 即使是那些不分裂的細(xì)胞。

“我們的技術(shù)測(cè)量基因編輯的效率。我們知道，當(dāng)我們正在處理的細(xì)胞變成綠色并且細(xì)胞核周圍出現(xiàn)漂亮的環(huán)時(shí)，我們就有了一個(gè)精確的基因編輯事件，”Dellaire博士解釋說(shuō)。“綠色熒光使我們能夠計(jì)算成千上萬(wàn)的細(xì)胞樣本，因此我們的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最終非常好。”

“人們認(rèn)為在非分裂細(xì)胞中進(jìn)行精確基因編輯是不可能的。這就是為什么Durocher博士的突破以及我們?cè)谧匀唤绲某霭嫖锶绱松羁痰脑颉Ｎ覀儾粌H有第一個(gè)證據(jù)表明基因編輯在非- 分裂細(xì)胞實(shí)際上是可行的，但我們有一個(gè)篩選系統(tǒng)，可以讓我們繼續(xù)改進(jìn)基因療法。“Dalhousie醫(yī)學(xué)院卡梅倫癌癥生物學(xué)研究科學(xué)家Graham Dellaire博士利用他對(duì)基因在人體細(xì)胞中組織和修復(fù)的知識(shí)，開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，可以使基因治療更有效，更安全。他的作品最近發(fā)表在Nucleic Acids Research and Nature上。

被稱為2015年度突破性發(fā)現(xiàn)的CRISPR代表“聚集規(guī)則 - 間隙短回文重復(fù)序列”。它可以準(zhǔn)確地靶向和編輯DNA，提供治愈遺傳疾病和尋找新的癌癥治療方法的潛力。

要將CRISPR應(yīng)用于非分裂細(xì)胞 - 例如肌肉和腦組織中的細(xì)胞 - 研究人員必須首先使它們像分裂細(xì)胞一樣。他們通過(guò)開(kāi)啟一種稱為同源重組的細(xì)胞過(guò)程來(lái)保護(hù)DNA; 重組允許對(duì)細(xì)胞的基因進(jìn)行操作和重排，而不會(huì)造成弊大于利。

“你不能準(zhǔn)確地修復(fù)非分裂細(xì)胞中的基因，因?yàn)闆](méi)有開(kāi)啟像同源重組這樣的基因途徑來(lái)進(jìn)行基因治療，”德萊爾博士說(shuō)，他是一名副教授兼研究主任。病理學(xué)系。

“我的同事Daniel Durocher博士和他在西奈山醫(yī)院的Lunenfeld-Tanenbaum研究所的團(tuán)隊(duì)找到了一種方法來(lái)重新激活在非潛水細(xì)胞中進(jìn)行基因編輯所需的重組，但該小組需要一種方法證明這一點(diǎn)。這就是我們能夠提供幫助的地方。“

歸零基因目標(biāo)

Dellaire博士在Dalhousie醫(yī)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中提出了一種熒光標(biāo)記技術(shù)，該技術(shù)使科學(xué)家能夠確定基因靶向何時(shí)在細(xì)胞中成功 - 即使是那些不分裂的細(xì)胞。

“我們的技術(shù)測(cè)量基因編輯的效率。我們知道，當(dāng)我們正在處理的細(xì)胞變成綠色并且細(xì)胞核周圍出現(xiàn)漂亮的環(huán)時(shí)，我們就有了一個(gè)精確的基因編輯事件，”Dellaire博士解釋說(shuō)。“綠色熒光使我們能夠計(jì)算成千上萬(wàn)的細(xì)胞樣本，因此我們的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最終非常好。”

“人們認(rèn)為在非分裂細(xì)胞中進(jìn)行精確基因編輯是不可能的。這就是為什么Durocher博士的突破以及我們?cè)谧匀唤绲某霭嫖锶绱松羁痰脑?。我們不僅有第一個(gè)證據(jù)表明基因編輯在非- 分裂細(xì)胞實(shí)際上是可行的，但我們有一個(gè)篩選系統(tǒng)，可以讓我們繼續(xù)改進(jìn)基因療法。“

到目前為止，CRISPR已被用于治療影響身體部分的疾病，這些疾病由分裂的細(xì)胞組成，例如血液。

這項(xiàng)新知識(shí)將使基因治療能夠應(yīng)用于由非潛水細(xì)胞組成的肌肉骨骼和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。它也可用于對(duì)抗某些類型的感染。

“如果你患有皰疹等病毒的終生潛伏感染，我們可以使用CRISPR基因療法去除它，”Dellaire博士說(shuō)。“想象一下，如果奶油中的一種成分能夠刪除皰疹病毒的基因組，那么你的嘴唇上就不會(huì)再出現(xiàn)水泡。”

挖掘分子

“為了使非分裂細(xì)胞表現(xiàn)得像分裂細(xì)胞，Durocher博士不得不敲除重要的DNA修復(fù)基因，”Dellaire博士解釋說(shuō)。“既然這只能在實(shí)驗(yàn)室中而不是在人群中完成，我們現(xiàn)在正在嘗試識(shí)別將取代這些人造遺傳操作的分子。我們希望我們能夠找到有朝一日能夠制造的分子基因治療成為肌肉萎縮癥等疾病的現(xiàn)實(shí)。“

尋找這些分子是世界各地生物技術(shù)公司研究的一個(gè)活躍領(lǐng)域。

“我們的熒光標(biāo)簽系統(tǒng)是如此獨(dú)特和高效，以至于我們有機(jī)會(huì)找到這些公司可能找不到的分子。這有點(diǎn)像淘金熱，而且挖掘正確的位置非常重要，”德萊爾博士。

Dellaire博士與位于溫哥華的藥物研究與開(kāi)發(fā)中心(CDRD)合作，致力于識(shí)別可商業(yè)化并開(kāi)發(fā)成藥物的分子。目前由加拿大衛(wèi)生研究院資助，他也在尋找更多的研究經(jīng)費(fèi)。

“我們可以成為這一領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者，”他說(shuō)。德萊爾博士。“CDRD準(zhǔn)備開(kāi)始篩選。我們只需要資金。”

使基因療法更安全

20多年前，出生時(shí)患有嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷的遺傳性疾病的兒童是第一批接受基因治療的人。它導(dǎo)致了白血病。

“這些孩子正在通過(guò)病毒基因治療來(lái)治愈。病毒通過(guò)在他們的DNA中插入一個(gè)新的，健康的基因來(lái)替代他們的錯(cuò)誤基因。這只是吸引了世界;它是頭版新聞，”Dellaire博士回憶道。 。“但是，通過(guò)將病毒隨機(jī)插入基因組并改變兒童的DNA，就會(huì)形成突變。”

雖然CRISPR仍然沒(méi)有足夠的效率來(lái)比使用病毒進(jìn)行基因治療更好，但它已經(jīng)到了那里。

Dellaire博士利用他的熒光篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn)，一些分子能夠?qū)⒒虼虬性鰪?qiáng)多達(dá)六倍。然而，它們可能對(duì)患者使用太大，因此需要找到新的。

“因?yàn)槭褂貌《緦⒒虿迦胛覀兊腄NA存在危險(xiǎn)，我們希望我們的篩選系統(tǒng)能夠幫助識(shí)別能夠增強(qiáng)CRISPR有效性的分子，”Dellaire博士說(shuō)。“最終目標(biāo)是完全取代病毒基因治療，使基因治療更有效，更有效，更安全。”