Nat Genet：揭開(kāi)困擾科學(xué)界50年的奧秘

來(lái)源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2018-04-04 09:30:00【大中小】

近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature Genetics上的研究報(bào)告中，來(lái)自澳大利亞新南威爾士大學(xué)的研究人員通過(guò)研究利用CRISPR基因編輯技術(shù)成功將有益的天然突變引入到了血細(xì)胞中，從而就能增強(qiáng)血細(xì)胞和胎兒血紅蛋白的產(chǎn)生，相關(guān)研究或能幫助研究人員開(kāi)發(fā)治療鐮狀細(xì)胞貧血和其它血液障礙的新型療法。

【澳大利亞新南威爾士大學(xué) Merlin Crossley教授】
圖片來(lái)源：UNSW

這項(xiàng)研究中，研究人員解開(kāi)了困擾科學(xué)家們50年的秘密，即一小部分人群機(jī)體中所攜帶的特殊突變?nèi)绾芜\(yùn)作來(lái)改變?nèi)祟悪C(jī)體基因的表達(dá)。研究者Crossley說(shuō)道，這種有益的突變是有機(jī)的，其不會(huì)向細(xì)胞中引入新的DNA，這種良性的突變對(duì)多種血液疾病患者是非常有益的。地中海貧血或鐮狀細(xì)胞貧血的患者機(jī)體的血紅蛋白常常會(huì)出現(xiàn)缺陷，這種關(guān)鍵的分子能夠在肺部“拾起”氧氣分子并且其運(yùn)輸?shù)綑C(jī)體其它器官組織中，上述疾病患者通常需要終生進(jìn)行輸血或藥物治療。

然而，有些血液障礙患者的疾病癥狀相對(duì)較輕，因?yàn)槠渌鶖y帶的突變能夠開(kāi)啟產(chǎn)生胎兒血紅蛋白的基因的表達(dá)，從而就能夠補(bǔ)償受損的成人血紅蛋白。胎兒血紅蛋白基因的表達(dá)在個(gè)體出生后就會(huì)沉默，研究人員一直想知道該基因的表達(dá)是如何被關(guān)閉的，通過(guò)研究后，研究人員發(fā)現(xiàn)了兩種名為BCL11A和ZBTB7A的基因，其能夠通過(guò)直接結(jié)合的作用來(lái)關(guān)閉胎兒血紅蛋白的功能，而且研究人員引入的有益突變也能通過(guò)干擾這兩個(gè)基因的結(jié)合位點(diǎn)來(lái)發(fā)揮作用。

這項(xiàng)研究不僅有助于科學(xué)家們了解這些基因被調(diào)控的分子機(jī)制，同時(shí)研究人員還能夠?qū)⒀芯恐攸c(diǎn)轉(zhuǎn)移到利用CRISPR來(lái)靶向作用基因組中的一些精確位點(diǎn)，從而開(kāi)發(fā)出治療這些遺傳性疾病的新型療法。這項(xiàng)研究中，研究者表示，能夠關(guān)閉胎兒血紅蛋白基因表達(dá)的BCL11A基因能夠直接與胎兒血紅蛋白的基因結(jié)合；隨后研究人員鑒別出了第二個(gè)抑制基因—ZBTB7A。

研究者Lu Yang博士說(shuō)道，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種新方法，其能首次促進(jìn)可視化蛋白與胎兒血紅蛋白基因相結(jié)合，鐮狀細(xì)胞貧血和β地中海貧血是世界上最常見(jiàn)的單基因遺傳病，其影響著數(shù)百萬(wàn)人的健康，這些疾病在一些瘧疾存在的地區(qū)尤為流行，比如東南亞、中國(guó)南方地區(qū)和印度、非洲等。后期研究中，研究人員還將通過(guò)更為深入的研究來(lái)開(kāi)發(fā)治療常見(jiàn)血液疾病的多種新型療法。

文章來(lái)源

Gabriella E. Martyn, Beeke Wienert, Lu Yang, Manan Shah, et al. Natural regulatory mutations elevate the fetal globin gene via disruption of BCL11A or ZBTB7A binding. Nature Genetics (2018) doi:10.1038/s41588-018-0085-0