作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2016/4/11 8:51:18
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艾滋病病毒不惧“基因剪刀”
或引入新突变帮助病毒抵抗攻击

 

研究人员希望利用CRISPR基因编辑技术防止艾滋病病毒进入T细胞。

图片来源:美国国立卫生研究院

本报讯 研究人员日前发现,艾滋病病毒(HIV)竟然能够挫败CRISPR基因编辑技术尝试消灭它的努力。并且这种编辑过程——包括剪断病毒基因组——有可能引入新的突变,从而帮助艾滋病病毒抵抗攻击。

在过去3年中,至少有6篇论文曾探讨过利用流行的CRISPR-Cas9基因编辑技术对抗艾滋病病毒,然而最新的发现对这种方法的可行性提出了质疑。尽管如此,参与此项研究的科学家表示,这项发现只是一个小挫折,并不会从整体上影响这一治疗思路。

一些研究人员打算编辑由被艾滋病病毒感染的免疫细胞(被称为T辅助细胞)生成的基因,从而让病毒无路可走。而其他人则采用了一种不同的方法:装备了T细胞的基因编辑工具,从而能够寻找并摧毁感染它们的任何艾滋病病毒。

并未参与这项最新研究的美国北卡罗来纳州达拉莫市杜克大学病毒学家Bryan Cullen表示,这种方法在组织培养中看起来简单而高效。

当艾滋病病毒感染一个T细胞后,其基因组会嵌入细胞的脱氧核糖核酸(DNA)并劫持后者的DNA复制机制,从而炮制出大量的病毒拷贝。但是装配了一个名为Cas9的DNA剪切酶的T细胞与定制的核糖核酸(RNA)片段一道,能够指导这种酶发现艾滋病病毒基因组的一个特定序列,进而切断它并最终使入侵者的基因组失效。

科学家发现,细菌在遭遇病毒侵染后,可以获得病毒的部分DNA片段并整合进基因组形成记忆。当细菌再次遭到这种入侵时,便会转录出相应的RNA,利用其中的“定位信息”引导Cas蛋白复合物定位和切割,摧毁入侵病毒的DNA。

在这项最新研究中,由加拿大蒙特利尔市麦基尔大学病毒学家梁臣(音译)率领的一个研究团队用艾滋病病毒感染了携带这种工具的T细胞,研究人员随后发现艾滋病病毒确实失效了,这一机制似乎起到了作用。

然而在两周之后,梁臣的团队注意到,T细胞排出的病毒粒子拷贝逃脱了CRISPR的攻击。DNA测序显示,病毒已经在被CRISPR的Cas9酶剪切的序列很近的地方衍生出了新的突变。

研究人员的实验证实,艾滋病病毒能从基因剪刀下较快逃逸。对逃逸的艾滋病病毒的基因组测序表明,这种病毒已改变被CRISPR技术识别的DNA标靶序列。

梁臣指出,艾滋病病毒逃逸或者说出现“抗性”并不算意外,意外的是进一步分析显示,艾滋病病毒的这种改变大多不是由科学界通常认为的病毒逆转录酶造成的,而是在Cas9剪刀酶切断艾滋病病毒的DNA后,宿主细胞在试图修复因剪切而断裂的DNA时发生的。“换言之,该疗法在抑制艾滋病病毒增殖的同时,又在帮助这种病毒逃逸。”

研究人员对利用基因剪刀治疗艾滋病提出两种改进方案,一是同时攻击多个艾滋病病毒的基因组位点,增加病毒逃逸的难度;二是使用Cas9之外的剪刀酶。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2016-04-11 第2版 国际)
 
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