由MichalHocek 教授领导的 IOCB 布拉格研究小组开发了一种制备含有修饰碱基的核糖核酸 (RNA) 的新方法。工程DNA聚合酶(通常用于合成DNA的酶)的创新使用,导致了一种通用方法的开发,用于合成仅在选定位点修饰的RNA,甚至是在所有核苷酸构建块上包含各种修饰的RNA。这为化学生物学的应用打开了大门,从长远来看,也为迄今为止无法治愈的疾病的治疗打开了大门。论文发表在著名期刊《自然通讯》上。
研究人员使用了两种已知能够合成 RNA 的人工修饰 DNA 聚合酶。在自然界中,DNA聚合酶仅合成DNA,而RNA聚合酶则产生RNA。 Hocek 的团队开发了一种制备修饰 RNA 的方法,与常用方法(使用病毒 T7 RNA 聚合酶进行体外转录)相比,具有显着优势,例如,该方法用于生产众所周知的 mRNA 疫苗。
修饰的 DNA 聚合酶几乎可以将任何修饰整合到任何 RNA 序列中,甚至只在选定的特定位点,即需要给定修饰的位置。常用的T7 RNA聚合酶只能将修饰的碱基掺入RNA的所有位置,而不能掺入精确指定的位置。因此,如果 RNA 需要位点特异性修饰,经典的体外转录就会失败,需要采用不同的方法。
这正是 IOCB 团队所开发的,这种方法在很多方面与常用的体外转录相当,同时消除了大部分缺陷并提供了全新的可能性。现在,可以制备各种特定的 RNA 探针来研究 RNA 生物学,这是目前非常热门的话题。但从长远来看,治疗应用前景广阔,尤其是 mRNA 治疗。
研究人员选择了 mRNA 中的两个特定位置进行修饰,发现它们导致某些蛋白质产量显着增加。这对于潜在 mRNA 药物的开发来说是一个好消息。如果以这种方式修饰的 mRNA 可以被引入细胞中,那么就有可能触发人体缺乏或有缺陷的蛋白质的产生。
“我们的方法可能有助于开发治疗多种疾病的疗法,包括癌症和一些由蛋白质功能失调或缺失引起的遗传疾病。它可以替代缺失或功能不佳的蛋白质,” Michal Hocek 说。他继续说道:“RNA 疗法是一项强大的技术,它可能会成为未来十年药物开发的主要方向之一。” (观看视频: https://youtu.be/p7Vij-mfBg0)
挑战在于如何确保在适当的时间提供适量的蛋白质——既不稀缺,也不过量。在大多数情况下,如果某些蛋白质过多,就会对身体有害。这就是为什么 mRNA 在细胞中自然地快速分解,并且整个过程受到身体非常精细的调节。 Michal Hocek 表示,他们的方法不会取代经典的体外转录。然而,如果需要仅在选定的 RNA 位点进行特定修饰,那么布拉格 IOCB 的新方法将具有优势。
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