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        破壞性的生物工程-改變細(xì)胞相互作用的方式
        
			
        
				2019-05-19 14:31:13
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        MRC Weatherall分子醫(yī)學(xué)研究所的研究人員開發(fā)了一種基于革命性CRISPR / Cas9技術(shù)的新平臺，以改變?nèi)梭w細(xì)胞對外界信號的反應(yīng)方式，并為阻止癌細(xì)胞的發(fā)育提供新的機(jī)會。
        

        破壞性的生物工程-改變細(xì)胞相互作用的方式
        

        細(xì)胞不斷監(jiān)測它們周圍的環(huán)境，并被編程為以不同的方式響應(yīng)其周圍的分子線索 - 一些線索可能促使細(xì)胞生長，一些線索導(dǎo)致細(xì)胞運(yùn)動，另一些則引發(fā)細(xì)胞死亡。為了使細(xì)胞保持健康，這些反應(yīng)必須精細(xì)平衡。經(jīng)歷了超過20億年的演變，調(diào)整這些反應(yīng)并協(xié)調(diào)它們在每個人類細(xì)胞中的相互作用。但是，如果我們可以改變我們的細(xì)胞對環(huán)境某些方面的反應(yīng)方式呢?或者讓他們對通常不會引起反應(yīng)的信號作出反應(yīng)?牛津大學(xué)科學(xué)家發(fā)表的新研究將細(xì)胞工程提升到了一個新的水平，以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
        

        在Cell Reports上發(fā)表的一篇論文中，研究生Toni Baeumler和來自拉德克利夫醫(yī)學(xué)系MRC Weatherall分子醫(yī)學(xué)研究所的Tudor Fulga副教授使用了CRISPR / Cas9技術(shù)的衍生物來重新連接細(xì)胞對細(xì)胞外反應(yīng)的方式。信號。CRISPR / Cas9經(jīng)常成為頭條新聞，因?yàn)樗试S醫(yī)學(xué)研究人員準(zhǔn)確地操縱人類基因組- 為治療疾病開辟了新的可能性。這些研究通常側(cè)重于糾正作物，牲畜，哺乳動物胚胎或培養(yǎng)皿中的細(xì)胞中的缺陷基因。然而，并非所有疾病都是由DNA中確定的錯誤引起的。在更復(fù)雜的疾病如糖尿病和癌癥中，可能需要完全重新連接細(xì)胞的工作方式。
        

        細(xì)胞暴露于成千上萬種不同的信號 - 有些信號是他們以前遇到過的信號，而另一些則是全新的信號。感知這些信號的感受器構(gòu)成了復(fù)雜的模塊化架構(gòu)的一部分，這些架構(gòu)是由Lego設(shè)計中的構(gòu)建塊組裝而成。正是這些“樂高積木”的精確組合以及它們的構(gòu)建方式?jīng)Q定了細(xì)胞如何響應(yīng)給定的信號。
        

        該團(tuán)隊(duì)使用的是一種不能切割DNA的Cas9蛋白，而不是使用傳統(tǒng)的CRISPR / Cas9系統(tǒng)。相反，它根據(jù)與之相關(guān)的指導(dǎo)RNA(導(dǎo)航系統(tǒng))切換特定基因。使用這種方法，研究人員改變了樂高積木以構(gòu)建一類新的合成受體，并對其進(jìn)行編程以啟動特定的級聯(lián)事件以響應(yīng)各種不同的自然信號。
        

        那么這種創(chuàng)新的細(xì)胞修補(bǔ)可以改善人類健康嗎?為了回答這個問題，研究小組試圖重新規(guī)劃癌細(xì)胞對驅(qū)動新血管生成的信號的反應(yīng)(癌癥發(fā)展的關(guān)鍵步驟)。使用他們在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造的合理設(shè)計的合成受體并將其遞送到培養(yǎng)皿中的細(xì)胞中，該團(tuán)隊(duì)將血管前血指令轉(zhuǎn)換為抗血管反應(yīng)。為了測試系統(tǒng)的極限，他們接著設(shè)計了一種受體復(fù)合物，通過引發(fā)多種“紅旗”(效應(yīng)分子)同時產(chǎn)生吸收和指導(dǎo)免疫細(xì)胞的信號來響應(yīng)富含腫瘤環(huán)境的信號。攻擊癌癥。實(shí)驗(yàn)室中的這些初步實(shí)驗(yàn)為下一代癌癥治療開辟了一系列可能性。
        

        該系統(tǒng)還具有其他系統(tǒng)性疾病的潛在應(yīng)用，如糖尿病。為了證明這一潛力，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計了另一種受體復(fù)合物，可以感知周圍環(huán)境中的葡萄糖含量，并促進(jìn)胰島素的產(chǎn)生 - 從血液中吸收葡萄糖的激素。在糖尿病患者中，這種機(jī)制不能正常工作，導(dǎo)致血液中的葡萄糖水平升高。雖然離診所很遠(yuǎn)，但這項(xiàng)工作表明這種技術(shù)可以用來重新連接身體細(xì)胞的功能。
        

        編輯人類基因組的能力改變了科學(xué)家應(yīng)對我們最大的醫(yī)療挑戰(zhàn)的方式。利用牛津開發(fā)的這項(xiàng)新技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)希望基因組工程不必局限于糾正DNA缺陷，而是改變細(xì)胞的工作方式 - 無論疾病的根本原因如何。
        
			

			
          
        
			
        
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