不过7月21日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中,研究人员利用基因组编辑技术的精确剪切,将艾滋病毒从人类基因组中剔除。
“研究人员通过几个系统进行了研究,”Fred Hutchinson 癌症研究中心的Daniel Stone评论道,“其中这种方法确实能令人信服,不过接下来还有个问题,那就是如何递送这一系统?”
天普大学的 Kamel Khalili等人采用了CRISPR/Cas9 基因组编辑系统,针对几个人类细胞系,比如小胶质细胞和T细胞进行了研究,从这些细胞中去除了HIV病毒。他们靶向的是病毒的5`和3`末端,也就是长末 端重复序列(LTRs),这样整个病毒基因组都被删除了。
CRISPR (clustered regularly interspersed short palindromic repeats)/Cas是源于细菌及古细菌中的一种后天免疫系统,它可利用靶位点特异性的RNA指导Cas蛋白对靶位点序列进行修饰。其中的一个关键因 子就是Cas酶,能用于切断靶标DNA,比如目的基因中的DNA片段,另外一个就是称为导向RNA(gRNA)的RNA分子,这种分子能通过互补结合靶 标。
研究人员发现Cas9酶不仅能切去HIV基因组中的一个拷贝,而且能在同一细胞中,剪切掉潜伏于不同染色体的另外一个拷贝。Khalili说,细胞常常有几个潜伏期的HIV病毒拷贝,分布在不同染色体中。“这一技术最有可能清楚掉病毒DNA”,他说。
此外,这项研究报道的基因编辑方法也阻止了随后的艾滋病毒感染。这“在之前是无法实现的”。
这项研究基于此前京都大学在Nature杂志上发表的一篇文章:Harnessing the CRISPR/Cas9 system to disrupt latent HIV-1 provirus,Yoshio Koyanagi和他的同事也是利用 CRISPR/Cas9 方法来干扰艾滋病毒。
不过最新这项研究采用的是两个导向RNAs,能清楚LTRs末端,这种方法“似乎比单个gRNA表达策略,更能有效的诱导HIV-1 LTR插入/删除基因突变,并删除HIV-1前病毒 DNA”。
CRISPR/Cas9 方法的一个局限性就是这种方法可能会删除基因组中的非靶标区域,也就是所谓的脱靶效应(off-target effects),Khalili研究组进行了整个基因组的研究,寻找脱靶可能性,但是均没有发现。
目前Koyanagi研究组正在进行另外一个不同的 CRISPR 方法研究,希望能“冲去”HIV病毒,也就是激活休眠的HIV病毒,然后通过抗逆转录病毒疗法去除这些病毒。