纳米粒|《自然》:2022年值得关注的七项技术( 二 )


重要的是 , 这两种方法都只切割一条DNA链 。对细胞而言 , 这是一个安全性更高、破坏性更小的过程 。
靶向基因疗法
基于核酸的药物可以在临床上产生影响 , 但其可应用的组织仍有诸多限制 。大多数治疗需要局部给药或自患者体内提取细胞进行体外处理 , 再移植回患者体内 。
腺相关病毒是许多基因疗法的首选载体 。动物研究表明 , 仔细挑选合适的病毒 , 结合组织特异性基因启动子 , 可以实现局限于特定器官的高效药物递送 。然而 , 病毒有时很难大规模生产 , 还会引起免疫反应 , 破坏疗效或产生不良反应 。
脂质纳米粒是一种非病毒载体 , 过去几年发表的多项研究显示了对其特异性进行调控的潜力 。例如 , 美国得克萨斯大学西南医学中心生物化学家Daniel Siegwart和同事开发的选择性器官靶向技术有助于快速生成和筛选脂质纳米粒 , 找出能有效靶向组织(如肺或脾脏)细胞的纳米粒 。
空间多组学
单细胞组学的发展使研究人员很容易从单个细胞中获得遗传学、转录组学、表观遗传学和蛋白质组学方面的见解 。但单细胞技术将细胞从其原始环境中剥离出来 , 这一过程可能遗漏关键信息 。
2016年 , 瑞典皇家理工学院的Joakim Lundeberg团队提出了一种解决策略 。该团队用条形码寡核苷酸(RNA或DNA的短链)制备了载玻片 , 这些条形码寡核苷酸可以从完整的组织切片中捕获信使RNA , 这样每个转录样本都可以根据其条形码对应到样本中的特定位置 。
此后 , 空间转录组学领域迎来了爆发性发展 , 目前已有多种商业系统可用 。研究团队也在继续研发新方法 , 以更好的深度和空间分辨率绘制基因表达图谱 。
基于CRISPR的诊断
CRISPR-Cas系统精确切割特定核酸序列的能力 , 源于其作为细菌“免疫系统”抵御病毒感染的作用 。这一联系启发了该技术的早期使用者思考其对病毒诊断的适用性 。
【纳米粒|《自然》:2022年值得关注的七项技术】Cas9是基于CRISPR的基因组操作的首选酶 , 但基于CRISPR诊断的大部分工作都使用了一个名为Cas13的靶向RNA分子家族 。这是由于Cas13不仅能切割向导RNA所靶向的RNA , 还能对附近的其他RNA分子进行“旁系切割” 。许多基于Cas13的诊断都使用报告RNA , 将荧光标记“拴”在抑制荧光的淬灭分子上 。当Cas13识别病毒RNA并被激活时 , 它会切断报告基因并从猝灭分子中释放荧光标记 , 产生可被检测的信号 。有些病毒会释放很强的信号 , 可以在不扩增的情况下检测到 , 从而大大简化了即时诊断流程 。(文乐乐)

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