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美国生物学家于2001年8月发明了一种能在DNA的特定位置上精确挑选其中片段的方法,该法除了形式新颖,对未来的研究更可谓意义深远。这种方法不但能够阻断某个基因,还可将外源DNA插入特定位点。成果发明人包括德克萨斯大学的艾伦.兰波维(Alan M.Lambowitz)博士、郭华涛(Huatao Guo)博士等。 这种方法首先应用于阻断爱滋病毒以及受体基因,病毒正是利用该受体进入人体细胞。T细胞在人体免疫系统中起抗感染的作用,因此成为治疗爱滋病主要靶点之一。主要发明人艾伦博士指出,如果进一步实验再获成功的话,他将计划从爱滋病患者体内提取T细胞,阻断其受体基因后重新放回,希望他们借助改造后T细胞的力量能象某些天生就具有抵抗爱滋病毒的人一样,抵抗进一步感染。 艾伦博士的方法为基因疗法提出了新的思路--将纠正后的基因重新转入患者体内,从而起到治疗的作用。不过,该领域的研究仍存在许多亟待克服的障碍,其中难中之难当属如何克服病毒载体将新基因转入染色体时存在的随机性,而艾伦博士的新方法正是针对了这一点。如果能准确地将新基因插入指定位点,那么基因治疗会变得更加安全、有效。 艾伦博士表示:“我们也许不可能找到更好的方法来插入DN*段了,因为你怎么也不会想到这个过程一直在发生,而且在自然进化的过程中悄然存在着”。 纽约医院的临床基因治疗专家罗纳德(Ronald Crystal)博士认为,将新基因插入染色体上的“安全港口”(指正确位点)是未来基因治疗发展的重点及方向。斯耐山医学院(Mount Sinai Medical School)的基因治疗专家吴萨维(Savio Woo)博士也表示,这种通过特殊手段使某段基因失活的实验方法非常令人鼓舞。 艾伦博士们的研究是对内含子的进一步发现。内含子是各类物种中位于作用基因片段(外显子)之间的DN*段,细胞在编译蛋白质之前必须把内含子“剪掉”,再将余下的各部分外显子并接成为mRNA。他们对一种细菌的内含子进行了多年的研究后发现,这些内含子并非总被固定在细菌染色体上的某个位置,而是有时会松脱后再重新插入染色体上的另一个位置上。 1995年,艾伦博士发现内含子在选择新位点时,要求位点处有14个碱基与内含子本身的14个碱基相配对。他们马上意识到,只要改变内含子自身的这14个碱基,就有可能将该内含子插入到所要求的染色体位点上。艾伦博士说:“这种相当理想的做法虽与我们还有一段相当的距离,但对GroupⅡ内含子及其与基因结构的基础研究已经开始了”。 报告中他和同事们描述了如何设计内含子来阻断人类CCR5受体。CCR5受体是人类细胞表面的一种蛋白质,也是爱滋病毒侵入细胞通道的“门户”。经“改造”的内含子全部成功插入指定的受体基因,而其他的内含子则以爱滋病毒的形式潜伏在细胞中。 这些试验均在试验室内培养的人类细胞上进行。为了试验的方便,受体基因及病毒基因并不使用普通染色体,而是选择了环状DNA--质粒。艾伦博士说,下一步工作需要证实这些内含子也同样能成功插入一般染色体的靶位上。 该发明的另一“发源地”--俄亥俄州立大学与德克萨斯大学一同对其申请了专利,InGex公司的成立也正是为了更好地对该发明进行深入开发。作为该公司的技术顾问,艾伦博士说,广泛的实际应用还包括阻断用于酿造葡萄酒和加工乳酪的微生物中的有害基因,以及破坏病菌中的致病基因从而研制生产出新疫苗。 除了阻断靶基因外,内含子还可用于将外源DN*段插入DNA分子中,且片段的长度可达2000个碱基。虽然人体基因的长度大都在2000个碱基以上,但内含子的DN*段携带能力正待开发。艾伦博士认为,这种方法可用于任何希望将基因片段插入特定位点的遗传工程及通过阻断未知基因方可发现其功能的基因计划上。 |
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