“可编程分子剪刀”有助对抗新冠

健康|来源:科技日报2022-11-18 08:58:16|网络编辑:黄业钦

  英国剑桥大学科学家利用合成生物学创造了人工酶,这些人工酶被编程为靶向新冠病毒的遗传密码并能摧毁该病毒,该方法可用于开发新一代抗病毒药物。发表在16日《自然·通讯》杂志上的研究,报告了研究团队如何使用这项技术成功地“杀死”活的新冠病毒。

  2014年的一项研究发现,人工遗传物质XNA——自然界中未发现的RNA和DNA的合成化学替代品,可用于制造世界上第一种全人工酶XNAzyme。

  XNAzyme经过精心设计,在细胞内更加稳定和高效。这些人工酶可切割长而复杂的RNA分子,而且非常精确,如果目标序列仅存在一个核苷酸的差异,它们就会意识到不去切割。这意味着它们可被编程为攻击与癌症或其他疾病有关的突变RNA,而让正常的RNA分子不受干扰。

  简而言之,XNAzyme是分子剪刀,可识别RNA中的特定序列,然后将其切碎。虽然可对这些人工酶进行编程以识别特定RNA序列,但XNAzyme的催化核心,也就是操作“剪刀”的机器不会改变。

  科学家已知新冠病毒具有进化和改变其遗传密码的能力,这是它产生新变种的根源,而疫苗对这些变种的有效性较低。为了解决这个问题,此次研究人员不仅瞄准了病毒RNA中突变频率较低的区域,而且还设计了3种XNAzyme以自组装成切割病毒基因组不同部分的“纳米结构”。

  新研究针对了多个序列,因此病毒要逃避治疗,就必须同时在几个位点发生突变。原则上,还可将许多XNAzyme组合在一起制成“鸡尾酒”。

  而即使出现了能够绕过“鸡尾酒”的新变种,因为已有了催化核心,也可快速制造新的酶来保持领先地位。

  研究团队的下一步目标是制造更加特异和强大的XNAzyme,允许它们在体内停留更长时间,并以更小的剂量作为更有效的催化剂。(记者 张梦然)

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