投稿范圍：煤化工、鹽化工、生物化工、醫(yī)藥化工、石油化工、農(nóng)用化工、化工環(huán)保、工業(yè)水處理、精細化工、日用化工、燃氣化工、橡膠與輪胎工業(yè)、化肥農(nóng)藥、有機與無機、涂料與油墨、染料與顏料、助劑與添加劑、樹脂與塑料、膠粘劑、化工教育、化工設計、化工機械與裝備
近日，中國科學院國家納米科學中心研究員丁寶全課題組在利用DNA納米機器遞送基因編輯系統(tǒng)進行靶向基因治療方面取得了重要進展。相關研究成果以A DNA Origami-Based Gene Editing System for Efficient Gene Therapy in Vivo為題，發(fā)表在《德國應用化學》上。
基因編輯作為一類定點的核酸操控技術，已被廣泛應用于分子生物學研究，并有望發(fā)展成為一類高效的基因治療藥物。然而，如何獲得有效且安全的基因編輯遞送系統(tǒng)頗為關鍵。DNA作為遺傳信息的載體，可基于堿基互補配對，經(jīng)自組裝形成具有特定尺寸和形貌的納米結構。DNA納米結構具有優(yōu)異的結構可設計性和生物相容性，在可控裝載和智能遞送核酸和蛋白等生物大分子方面具有顯著優(yōu)勢。近年來，丁寶全課題組在利用核酸納米載體遞送基因治療藥物領域獲得了一系列進展，由此而發(fā)展的基于核酸化學修飾與可控自組裝的藥物遞送系統(tǒng)有望為疾病的診斷和治療提供新思路。
在前期研究的基礎上，該團隊提出利用DNA納米機器遞送基因編輯系統(tǒng)的概念。研究將靶向性核酸適配體（aptamer）、內(nèi)涵體逃逸肽（HA）和富含PAM位點的核酸序列精確定位組裝到同一個DNA折紙結構上；進一步，末端延伸的sgRNA和Cas9蛋白相結合所形成的基因編輯復合物，能夠被高效地招募和組裝到核酸納米載體上；在含有二硫鍵的核酸分子鎖的作用下，組裝得到基于DNA納米機器的基因編輯遞送系統(tǒng)。在核酸適配體的精確引導下，該類DNA納米機器能夠靶向識別并被內(nèi)化進入腫瘤細胞，進而在內(nèi)涵體逃逸肽和谷胱甘肽的作用下得以開啟核酸結構，最后經(jīng)RNase H酶的輔助下高效釋放基因編輯復合物。小鼠活體實驗結果表明，該類基于DNA納米機器的基因編輯遞送系統(tǒng)表現(xiàn)出優(yōu)異的腫瘤靶向性和生物相容性，能夠對活體腫瘤產(chǎn)生顯著的基因編輯和治療效果。該研究基于核酸自組裝機制，利用組裝結構對生物環(huán)境內(nèi)標志分子的響應性，實現(xiàn)了對基因編輯系統(tǒng)的智能遞送，為惡性腫瘤等疾病的治療提供了新的研究策略。
研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、北京市科技新星計劃和中國科學院青年創(chuàng)新促進會等的支持。
（來源： 國家納米科學中心）
