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第一只像年轻健康人一样在新冠肺炎中存活的小鼠

本站发布时间:2023-11-20 10:51:27

根据《自然》杂志11月1日在线发布的最新消息,研究人员对第一批获得类似Covid-19的疫苗进行了基因工程设计

根据纽约大学罗斯曼医学院的研究人员的报告,这项工作用人类基因材料为ACE2创建了一个小鼠模型——这是由流行病毒引起的,它可以作为感染的一部分附着在人类细胞上这种基因变化的小鼠产生的症状与使用新冠肺炎感染病毒的年轻人相似,而不是使用先前的小鼠模型来掩盖感染

纽约大学朗格尼健康系统遗传学研究所所长、研究员JefBoeke和Judith Bergstein说:“这些存活下来的小鼠在大多数人中都是第一个感染新冠病毒的动物模型——免疫系统细胞被激活并出现可比症状。”“这是研制新型抗病毒药物的主要失败部分。”

Boeke补充道:“鉴于小鼠已经成为几十年来的主要遗传模型,我们研究了大量无法与超人源化ACE2小鼠杂交的实验小鼠系,以研究糖尿病或肥胖患者的抗体反应与病毒的差异。”

大DNA问题

这项新闻研究涉及一种全面的DNA编辑方法,30亿个基因“字母”代表了构建资源和身体的简单方法

尽管CRISPR等先进技术每次只允许编辑一个或几个字母的DNA,但一些挑战需要通过长达200万个字母的长度来改变在这种情况下,从头开始构建DNA可能更有效,因为大量的代码预组装和它们被添加到其自然对应物的所有位置都不会发生太大的变化由于人类基因非常复杂,Boeke的实验室首次在酵母中开发了“基因书写”方法,一个细胞与人类细胞有许多共同的特征,但这是一项更简单的研究

最近,Boeke的团队将其最新的技术问题应用于哺乳动物遗传密码,这不仅包括编码蛋白质的基因,还包括在不同细胞类型中以不同水平转换不同基因的基因开关通过研究这种对调节基因的“暗物质”的理解,有可能设计出具有更接近人类的ACE基因活性水平的细胞的生存环境研究人员使用胚胎干细胞一步组装了20万个字母的DNA序列,然后用新的递送方法mSwAP-In将这些“裸”DNA递送到胚胎干细胞中

克服了过去方法的大小限制,mSwAP-通过用180kb的人类Ace2基因及其调控DNA“覆盖”72千碱基(kb)的人类Ace2DNA,建立了Covid-19病理学的人类化家庭模型

为了简化这种交叉物种交换,在DNA编码中发现了一种新的方法,即在合成的反分裂步骤中交换,每次添加都增加了一种高质量的控制机制,即只有具有合成基因的细胞才能存活然后,研究小组在纽约大学的啮齿动物基因工程实验室与桑永基合作,使用一种名为“四倍体实现”的细胞技术来创造一只老鼠,这些老鼠的胚胎中含有过量的基因

此外,研究人员还预先设计了基因Trp53的合成版本,人类基因TP53使用版本,并在小鼠细胞中表达这种蛋白质编码的蛋白质能够协调细胞对受损DNA的反应,并能够构建细胞,使其在癌细胞的构建过程中保持营养当“基因保护”本身变得有缺陷时,它是人类癌症的主要诱因

由于ACE2的实验表明,在人类基因的突变中,合成的、在Trp53基因中出现的突变被设计为非突变,包括突变的分子编码字母——胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)——已知是随机的、导致癌症的变化搜索结果显示,代码中包含不同的DNA字母的CG“热点”(A)

“AG开关保持了基因功能的完整性,但降低了突变的脆弱性,预计突变率会降低10到50倍,”博克实验室教授张伟民博士说“我们的目标是证明这项研究的最终结果是减少突变和导致肿瘤的错误,并计划进行实验。”

这项工作由国家卫生研究所资助,CEGSGrant1RM1HG009491和PerlmouthCancerCenterSupport GrantP30CA016087股份有限公司CDILabs基金股份有限公司新染色体公司;根据ReOpen Diagnostics,LLC,以及Logomix Inc的科学咨询板上的服务ModernMeadow,股份有限公司RomeTheraputics,股份有限公司Sample6,股份有限公司Sangamo,股份有限公司Tessera Therapeutics,股份有限公司和威斯研究所Boeke还收到了OpenTrons的咨询费和佣金,并在公司中保持了连续性这些关系必须符合纽约大学的政策


来源:

Materials provided by
NYU Langone Health / NYU Grossman School of Medicine.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Weimin Zhang, Ilona Golynker, Ran Brosh, Alvaro Fajardo, Yinan Zhu, Aleksandra M. Wudzinska, Raquel Ordoñez, André M. Ribeiro-dos-Santos, Lucia Carrau, Payal Damani-Yokota, Stephen T. Yeung, Camille Khairallah, Antonio Vela Gartner, Noor Chalhoub, Emily Huang, Hannah J. Ashe, Kamal M. Khanna, Matthew T. Maurano, Sang Yong Kim, Benjamin R. tenOever, Jef D. Boeke.
    Mouse genome rewriting and tailoring of three important disease loci. Nature, 2023; DOI: 10.1038/s41586-023-06675-4

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