【科研突破】耶魯大學聯合團隊開發新基因改造技術，成功治療老鼠遺傳血液病

美國耶魯大學（Yale University）以及卡内基梅隆大學（Carnegie Mellon University）的科學家們聯手開發出一種新型基因改造技術，並成功治療了活老鼠的遺傳性血液病。這種新技術與現時普遍的CRISPR基因改造技術不同的是，這個新技術能大幅減低不必要的基因變異。

傳統基因修改技術如CRISPR依賴能切開DNA的酶去修改目標基因，但這技術有兩個主要問題。第一，這些能切開DNA的酶都太大，於是很難直接在活物上使用。因此，科學家一般都需要把目標細胞移除，然後在實驗室中進行修改，最後才放回動物體内。第二，當酶一進入細胞時就有可能無差別地切開DNA，而非原先的基因。換言之，這種技術有機會影響到別的基因，造成風險。

聯合團隊所研發的新方法就避免了這個問題。新技術依賴一種稱為肽核酸（Peptide nucleic acid；PNA）的合成核苷酸技術（synthetic nucleotide technology）。PNA是一種由DNA和RNA中可找到的核鹼基及類蛋白質的基因骨幹所合成的納米合成分子。它能用來打開雙鏈DNA，並在不切開任何東西之下鎖定目標。PNA同時能在納米粒子運輸系統中使用。

Photo from Carnegie Mellon University

卡内基梅隆大學化學教授Danith Ly就與他的學生設計了一種PNA，主要目標為地中海貧血中的機能失常的基因。地中海貧血患者的身體都會產生比較少的血紅蛋白，導致體内含氧量較少，最終能導致像蒼白皮膚、疲勞以及一連串問題。

Ly的團隊和耶魯大學教授的Peter Glazer團隊則聯手在納米粒子中注入PNA。當PNA把DNA中的目標地點綁定之後，就會形成一個PNA-DNA-PNA的模式。這個陣式讓外來的DNA（通產來自捐贈者）在範圍内與目標DNA進行綁定，開始為修補功能異常的HBB基因鋪路。

研究人員又把這個新技術試驗在患有地中海貧血的老鼠身上，嘗試透過修改技能異常的造血細胞，治療這個遺傳疾病。實驗結果顯示出7%的成功率。相比傳統基因改造方法的0.1%成功率，這已是一大突破。

Photo from Yale University

（圖為Peter Glazer）

研究人員指出，實驗成果為基因改造技術帶來了兩個重要的突破。一為PNA。Ly博士這次所造出的PNA為水溶性以及生物相容的。這意味著PNA可以更大幅度的與基因進行綁定，為技術帶來更大的彈性。第二，這個突破更有助推廣了基因改造。

有關論文現已於學術期刊Nature Communications刊登。

資料來源：Phys