禁用细胞杀毒系统可以改善基因治疗

很久以前脊椎动物细胞中进化出的抗病毒系统帮助我们抵御病毒。但这也让科学家们烦恼不已。每当研究人员试图将外来DNA插入细胞核——研究基因的功能，或试图开发基因疗法——抗病毒系统就会使DNA沉默。

现在，科学家们可能能够禁用反病毒系统，根据研究人员的新发现哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院．

由Stephen P. Goff博士这一发现可能会产生广泛的影响，从新的抗病毒药物到更有效的基因疗法，再到为科学家提供更简单的实验室技术。

的研究发表在11月28日的《自然》杂志上。

细胞核使外来DNA沉默

几十年前，科学家们就知道，我们的细胞会抑制由病毒或科学家插入细胞核的外来DNA片段。沉默阻止了外源基因的表达(至少在病毒或科学家将外源DNA整合到细胞基因组之前)。

“该系统似乎能识别所有进入细胞的DNA，包括人工引入细胞的DNA，”戈夫说，他是哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院微生物学、免疫学、生物化学和分子生物物理学的希金斯教授。

“现在科学家做的几乎所有实验都涉及到将DNA插入细胞，所以抗病毒系统限制了这一点。”

CRISPR屏幕识别首席消音器

在这项研究中，戈夫和他的团队通过使用CRISPR基因编辑技术在人类细胞中一次敲除一个基因，筛选了参与沉默病毒DNA的基因。他们锁定了5个基因，并发现其中的NP220是其他基因的罪魁祸首。NP220产生一种蛋白质，它与外来DNA结合，然后招募其他蛋白质使DNA沉默。

使人类细胞中的NP220失效可以增加病毒在细胞内复制的能力。

戈夫说:“现在我们了解了细胞是如何试图使外来DNA沉默的，我们也许能够使这一机制变得更好。”“NP220本身并不适合作为一种抗逆转录病毒药物——它太大了，不容易传递到细胞中——但可能有小分子可以增加它的表达或活性。”

基因治疗的应用

在一篇自然的评论加州大学旧金山分校的Parinaz Fozouni和Melanie Ott写道，这项研究也“可能会启发新的方法，防止外源DNA沉默，用于基因治疗应用。”

在大多数基因治疗研究中，基因是由病毒传递的。“NP220系统限制了基因的传递，所以抑制这个系统来改善基因的传递是很有兴趣的，”戈夫说。

但戈夫认为，最直接的应用将是改进基因传递的实验室技术。抑制NP220或其伙伴可以增强引入细胞的DNA的表达，减少检测基因功能所需的DNA数量和细胞数量。