PNAS描述新型基因表达调控系统
报道：科学家们开发了一个调控基因表达的新系统，该系统只需将特定DNA序列简单插入到基因的任意一侧，就可以实现剂量依赖性的基因表达抑制。这项成果发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上，文章认为这一系统有望替代Tet基因表达调控系统。
这是首次采用适体酶核糖开关有条件地knockdown病毒基因的表达，适体酶核糖开关是一段小配体依赖性的自剪切RNA片段。这一系统不仅简单有效，而且比目前在细胞中改变基因表达的其他系统更加灵活，例如Tet系统。
德国癌症研究中心的Dirk Nettelbeck一直希望找到方法，提高溶瘤病毒的安全性，这些病毒能够选择性的感染和溶解肿瘤细胞。这时他遇到了研究核糖开关的Patrick Ketzer。
“我立刻意识到这将成为我的有用工具。在此之前，我们刚发现启动子控制对我们的病毒没什么作用，”Nettelbeck解释道。之后他与Ketzer合作设计了一种核糖开关，这一开关可以控制病毒基因表达，从而改进对溶瘤病毒的控制。
Nettelbeck利用适体酶(aptazymes)，构建了一个由核酶和适体组成的核糖开关。当特异性配体与适体区域结合时，会导致核酶区域发生自我剪切。研究人员将编码适体酶的序列插入到病毒基因的任意一侧。在不存在配体的情况下，这一短序列不会干扰基因的转录，但添加配体后，适体酶就会自我剪切，从病毒基因组切下基因使其无法表达。
“这一系统有望替代Tet系统，”Nettelbeck说。“我们的基因表达调控系统要简单的多。Tet系统需要启动子，还需要响应配体并与启动子结合的转录因子。而使用核糖开关，你只需要向mRNA插入一个100bp的片段。”
研究人员通过实验向人们展示，适体酶核糖开关能够在腺病毒和麻疹病毒中，有效knockdown基因表达和抑制病毒的复制。腺病毒是在细胞核中复制的dsDNA病毒，而麻疹病毒携带单链RNA基因组并在细胞质中复制。
研究人员指出，Tet系统依赖于四环素，而适体酶核糖开关中的适体结构域是可选的，理论上可以与任何类型的配体结合。因此，这种新方案比Tet基因表达调控系统要灵活得多。
研究人员认为，适体酶有望替代现有的诱导型启动子，对真核细胞中的基因表达实现控制。未来，人们可以利用适体酶对其他病毒的基因进行功能分析，或者将其改造成为安全开关用于溶瘤病毒。
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