新基因編輯工具有助更准確識別和治療患病細胞

美國斯坦福大學研究人員近日在《分子細胞》雜志上發表論文稱，他們設計出一種新型CRISPR-Cas基因編輯工具，可一次探測和控制多個遺傳電路。研究人員稱，這一新技術有助於更准確地檢測癌症，並幫助消除癌細胞。

人體中的每個細胞都有一個類似計算機的控制系統，通過成千上萬個電路發送生物信號，以監視細胞的需求並調節其反應。當發生癌症等疾病時，這些電路通常會出錯，導致異常的信號和反應。如何准確檢測這些異常信號，對於疾病診斷和治療至關重要。

在新研究中，斯坦福大學研究人員對他們此前開發的CRISPR-Cas基因編輯工具進行了擴展升級，在其基礎上建立了新的感知—響應系統。這個被稱為分離式dCas12a平台的系統可在哺乳動物細胞中構建多輸入、多輸出的邏輯電路。該系統具有高度可編程性，可以生成帶有2個、3個和4個輸入的可擴展與門。而通過使用抗CRISPR蛋白作為OFF開關，它也可以整合非邏輯。通過將分離式dCas12a平台與多個腫瘤相關啟動子偶聯，研究人員証明，該系統可以實現邏輯門控，對乳腺癌細胞進行特異性檢測，並執行治療性免疫調節反應。

研究人員指出，在適當時機整合生物信號並執行功能響應的能力對於使用合成生物學進行復雜細胞工程至關重要。雖然CRISPR-Cas系統已經被用於基因組的合成操作，但尚未被完全用於復雜的環境信號感知、整合和驅動。他們創建的新工具，可以同時探測和控制多個遺傳電路，這十分重要，因為像癌症這樣的復雜疾病通常是由涉及多個基因的一系列故障導致的，很難通過單個基因分析來識別。新技術可幫助醫生更加精確地識別疾病狀態，更加安全地進行治療。

研究人員認為，該項技術的應用范圍不僅限於治療癌症等疾病，還有其他用途，如用於促進干細胞快速轉化以修復受損器官等。