PNAS描述新型基因表達調控系統

　　報道：科學家們開發了一個調控基因表達的新系統，該系統只需將特定DNA序列簡單插入到基因的任意一側，就可以實現劑量依賴性的基因表達抑制。這項成果發表在美國國家科學院院刊PNAS雜志上，文章認為這一系統有望替代Tet基因表達調控系統。

　　這是首次采用適體酶核糖開關有條件地knockdown病毒基因的表達，適體酶核糖開關是一段小配體依賴性的自剪切RNA片段。這一系統不僅簡單有效，而且比目前在細胞中改變基因表達的其他系統更加靈活，例如Tet系統。

　　德國癌癥研究中心的Dirk Nettelbeck一直希望找到方法，提高溶瘤病毒的安全性，這些病毒能夠選擇性的感染和溶解腫瘤細胞。這時他遇到了研究核糖開關的Patrick Ketzer。

　　“我立刻意識到這將成為我的有用工具。在此之前，我們剛發現啟動子控制對我們的病毒沒什么作用，”Nettelbeck解釋道。之后他與Ketzer合作設計了一種核糖開關，這一開關可以控制病毒基因表達，從而改進對溶瘤病毒的控制。

　　Nettelbeck利用適體酶(aptazymes)，構建了一個由核酶和適體組成的核糖開關。當特異性配體與適體區域結合時，會導致核酶區域發生自我剪切。研究人員將編碼適體酶的序列插入到病毒基因的任意一側。在不存在配體的情況下，這一短序列不會干擾基因的轉錄，但添加配體后，適體酶就會自我剪切，從病毒基因組切下基因使其無法表達。

　　“這一系統有望替代Tet系統，”Nettelbeck說。“我們的基因表達調控系統要簡單的多。Tet系統需要啟動子，還需要響應配體并與啟動子結合的轉錄因子。而使用核糖開關，你只需要向mRNA插入一個100bp的片段。”

　　研究人員通過實驗向人們展示，適體酶核糖開關能夠在腺病毒和麻疹病毒中，有效knockdown基因表達和抑制病毒的復制。腺病毒是在細胞核中復制的dsDNA病毒，而麻疹病毒攜帶單鏈RNA基因組并在細胞質中復制。

　　研究人員指出，Tet系統依賴于四環素，而適體酶核糖開關中的適體結構域是可選的，理論上可以與任何類型的配體結合。因此，這種新方案比Tet基因表達調控系統要靈活得多。

　　研究人員認為，適體酶有望替代現有的誘導型啟動子，對真核細胞中的基因表達實現控制。未來，人們可以利用適體酶對其他病毒的基因進行功能分析，或者將其改造成為安全開關用于溶瘤病毒。