使用“分子剪刀”来剪断COVID

剑桥大学的研究人员开发出了一种精确的分子剪刀，可以在我们的细胞内操作，选择性地靶向和拆除COVID-19病毒的遗传物质。这种剪刀被称为XNAzymes，它本身是由一种名为XNA的人工遗传物质的短片段组成的。它将自己折叠成特定的形状，可以识别并瞄准切割病毒的基因序列，而不是任何应该存在于细胞中的健康遗传物质。通过构建这些有效的多刃分子剪刀，它们可以被编程来切割病毒遗传物质的几个位置;因此，即使病毒在其中一个切割位点适应或突变，它仍然会被其他地方的切割所破坏。来自剑桥治疗免疫学和传染病研究所的亚历克斯·泰勒在这里解释了他们是如何做到这一点的……

亚历克斯:如果你想象一下双螺旋结构，就像一段短的DNA，被剥离成两条独立的链，其中一条链本身可以折叠成各种不同的形状。但在我们的例子中，核苷酸链是由这些人造积木构成的。这就是XNAzymes的由来。它们是由大约35个这样的字符串组成的。所以它们大概有10纳米长。只是把它放在背景中，这意味着你可以在人类头发的宽度上容纳大约5000到10000个这样的东西。我们知道需要什么样的XNA序列才能折叠成活性的酶，但我们实际上还不知道这些东西的催化核心是什么样子的。但是我们知道它们有一种催化核心在它们旁边有一对结合臂序列可以识别RNA。在这项研究中，正如你所说，我们取了三个这样的XNAzymes，这些分子剪刀，并设计它们折叠成类似金字塔的结构。更像是一种三叶搅拌器。

詹姆斯:你是怎么把他们带到牢房里去工作的?

亚历克斯:嗯，所以对我们来说，这是非常早期的。我们只是试图了解并确定这些物质是否在细胞内具有类似的催化活性。现在我们用的是一种叫做电穿孔的技术。这就是我们给细胞一点电击的地方在细胞表面打开一个暂时的洞让XNAzymes进入。这并不是一种我们可以在现实的临床环境中使用的技术。所以在未来，我们想探索将XNAzymes与脂肪液滴之类的东西联系起来，这就是辉瑞和Moderna RNA疫苗所使用的技术。但实际上，其他研究人员已经证明，在肺细胞这样的情况下，有可能只是把短的寡核苷酸吸入肺部，形成细雾，让它们进入细胞，而不需要依赖于脂质纳米颗粒这样的东西。

詹姆斯:在你想要实现的目标中，它们的效果如何?

Alex -到目前为止，我们只是在试管中取了SARS-2病毒基因组的一小段然后将它们与发光染料联系起来这样我们就可以追踪这些RNA目标分子的大小。这项技术令人兴奋的部分是我们可以在基因组出来的几天内快速生成一系列XNAzymes并测试它们是否对这些较短的片段起作用。一旦我们完成了这些，我们就开始使用从感染细胞中提取的病毒的完整RNA基因组，在模拟细胞内部的条件下对它们进行测试。再一次，一旦我们看到它在切割，我就能和我们部门的病毒学实验室合作他们有一个安全级别为3的实验室我们用活病毒挑战细胞。我们发现一旦细胞中含有XNAzymes，它们就能够抑制病毒的复制。

詹姆斯:最后，亚历克斯，这项技术可以用于治疗其他疾病或复发性感染吗?

亚历克斯:当然。所以目前我们只针对RNA病毒。但这包括我们在过去几十年里面临的一些最严重的新威胁。比如埃博拉病毒、寨卡病毒、流感等等。所以我们当然认为我们应该能够知道我们正在寻找一些针对这些类型的病毒。RNA病毒确实是一大群可怕的病毒。大约40%到50%的新发人类传染病是RNA病毒。所以，目前，这是我们的注意力集中的地方。