Sleeping Beauty转座子基因治疗的新可能

2020-06-03 42基因相关

Sleeping Beauty转座子基因治疗的新可能:科学家们已经开发出一种新的Sleeping Beauty转座术。它显著改善了生化特性,包括增强了稳定性和内在的细胞穿透特性。这种转座酶可用于干细胞和治疗性T细胞的基因组工程。因此,它在再生医学和癌症免疫治疗中具有极其重要的应用价值。潜在的基因组工程程序也将在未来降低成本和提高基因组修改的安全性。

Sleeping Beauty转座子基因治疗的新可能

该研究小组由欧洲分子生物学实验室、杜尔茨堡大学和保罗·埃利希研究所的研究人员组成,成功设计出一种具有显著改善的生化特性的Sleeping Beauty转座酶的新变种,使转座酶蛋白能够直接用于基因组改造。”我们开发的蛋白质可以被输送到哺乳动物细胞中,并保持完全的功能,使目标细胞的基因组能够根据需要进行高效和稳定的修改,”EMBL海德堡的组长Orsolya Barabas解释说。

这种传递和高效的基因工程可以用于不同类型的细胞,包括人类干细胞和T淋巴细胞。后者可以通过基因改造产生用于癌症免疫治疗的人工嵌合抗原受体(CAR)。研究人员开发的新型Sleeping Beauty转座酶不仅能直接传递蛋白质,而且能自主穿透细胞。后一个特征不是为新变体设计的,只有在实际研究时才被发现。这是一个令人愉快的惊喜,因为它是第一个具有这种特点的。”所有这些特性都为汽车T细胞生产和其他基因治疗开辟了新的途径,”EMBL的博士生、论文的主要作者Irma querkes解释道。因此,这是Sleeping Beauty转座子基因治疗的新可能。

Sleeping Beauty

Sleeping Beauty转座子系统包括一个转座子和一个转座子,将特定的DNA序列插入动物基因组。

转座子是一种蛋白质,它与转座子的末端结合——一种可以改变其在基因组中的位置的DNA序列,有时会产生或逆转突变,改变细胞的遗传特性——并催化其移动到基因组的另一部分。

转置可以在转置子内编码,也可以由另一个源提供,在这种情况下,转置子成为非自治元件。非自治转座子是最有用的遗传工具,因为在插入后,他们不能继续独立地切除和重新插入自己。在人类基因组和其他哺乳动物基因组中鉴定出的所有DNA转座子都是非自治的,因为即使它们包含转座子基因,这些基因也是非功能性的,不能产生能够动员转座子的转座子。

1997年,Zoltan Ivics和他的同事从鱼类基因组中的非活性拷贝中复活了Sleeping Beauty转座酶,创造了第一个在脊椎动物细胞中有效工作的转座工具。从那时起,它被用于遗传学的许多应用,包括基因治疗。

直接申请

虽然EMBL的研究人员通常侧重于基础研究,但这些结果导致了直接的医学应用。”新的转座酶和我们开发的基因组工程程序将直接用于治疗性细胞工程,”强调了来自于维尔茨堡大学的迈克尔赫德塞克的结果的重要性在这第一项研究中,我们已经证明了我们的方法在小鼠模型中产生CAR-T细胞的实用性及其有效性。”现在,Hudecek和他的同事将继续研究转座酶在人类患者中的应用。

“我们的方法进一步为干细胞工程提供了有吸引力的应用,我相信它将在再生医学和相关研究中找到应用。这项新技术最突出的优点之一是,它可以实现转座酶的工业化、制药生产,使Sleeping Beauty基因传递系统对公司未来的治疗应用更具吸引力,”保罗·埃利希研究所的佐尔坦·伊维奇解释说。

EMBL小组开发的transpasse和协议的设计原则也将有助于为其他transpson系统创建类似的策略。研究小组很想进一步探索Sleeping Beauty转座酶的细胞穿透特性背后的机制,以及这些机制是否也能转移到其他蛋白质中。”“我们新的Sleeping Beauty变体的可用性也将有助于研究了解其分子机制,这反过来将促进更先进的转座子工具的合理设计,”来自EMBL的Cecilia Zuliani补充道,该论文的另一位主要作者。

虽然这需要进一步的工作,但巴拉巴斯强调了一个直接的影响:“目前,我们的新细胞工程程序将降低成本,并通过提高方法的保真度和控制,提高医学相关基因组修改的安全性。”

引用

European Molecular Biology Laboratory. "New possibilities for gene therapies with spin of the Sleeping Beauty transposase." ScienceDaily. ScienceDaily, 4 November 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/11/191104112907.htm.

上一篇下一篇