“可編程分子剪刀”有助對抗新冠
科技日報北京11月17日電 （記者張夢然）英國劍橋大學科學家利用合成生物學創(chuàng)造了人工酶，這些人工酶被編程為靶向新冠病毒的遺傳密碼并能摧毀該病毒，該方法可用于開發(fā)新一代抗病毒藥物。發(fā)表在16日《自然·通訊》雜志上的研究，報告了研究團隊如何使用這項技術(shù)成功地“殺死”活的新冠病毒。
2014年的一項研究發(fā)現(xiàn)，人工遺傳物質(zhì)XNA——自然界中未發(fā)現(xiàn)的RNA和DNA的合成化學替代品，可用于制造世界上第一種全人工酶XNAzyme。
XNAzyme經(jīng)過精心設(shè)計，在細胞內(nèi)更加穩(wěn)定和高效。這些人工酶可切割長而復雜的RNA分子，而且非常精確，如果目標序列僅存在一個核苷酸的差異，它們就會意識到不去切割。這意味著它們可被編程為攻擊與癌癥或其他疾病有關(guān)的突變RNA，而讓正常的RNA分子不受干擾。
簡而言之，XNAzyme是分子剪刀，可識別RNA中的特定序列，然后將其切碎。雖然可對這些人工酶進行編程以識別特定RNA序列，但XNAzyme的催化核心，也就是操作“剪刀”的機器不會改變。
科學家已知新冠病毒具有進化和改變其遺傳密碼的能力，這是它產(chǎn)生新變種的根源，而疫苗對這些變種的有效性較低。為了解決這個問題，此次研究人員不僅瞄準了病毒RNA中突變頻率較低的區(qū)域，而且還設(shè)計了3種XNAzyme以自組裝成切割病毒基因組不同部分的“納米結(jié)構(gòu)”。
新研究針對了多個序列，因此病毒要逃避治療，就必須同時在幾個位點發(fā)生突變。原則上，還可將許多XNAzyme組合在一起制成“雞尾酒”。
而即使出現(xiàn)了能夠繞過“雞尾酒”的新變種，因為已有了催化核心，也可快速制造新的酶來保持領(lǐng)先地位。
研究團隊的下一步目標是制造更加特異和強大的XNAzyme，允許它們在體內(nèi)停留更長時間，并以更小的劑量作為更有效的催化劑。
【總編輯圈點】
你可以把XNAzyme想象成一把整體設(shè)計保持不變的剪刀，但能根據(jù)要剪裁的材料，不斷更換刀片或手柄。這也意味著，科學家們創(chuàng)建新的XNAzyme所需的時間，將遠遠少于開發(fā)抗病毒藥物通常所需的時間。與此同時，XNAzyme也可作為新冠藥物使用，譬如保護已經(jīng)暴露于新冠病毒的人群免受感染，或者直接對感染者進行治療，清除其體內(nèi)的病毒，對于因免疫系統(tǒng)減弱而難以自行清除病毒的患者，這種方法可能尤為重要。
