دانشمندان ژن هدف-هدف دستیابی به موفقیت در برابر COVID-19

یک تیم از دانشمندان از دانشگاه استنفورد در حال همکاری با محققان در مولکولی ریخته گری یک کاربر نانو تاسیسات واقع در بخش انرژی لارنس آزمایشگاه ملی برکلی (Berkeley Lab) به منظور توسعه یک ژن-هدف قرار دادن ضد ویروسی عامل در برابر COVID-19.

در سال گذشته استنلی چی استادیار در بخش مهندسی زیستی و شیمیایی و سیستم های زیست شناسی در دانشگاه استنفورد و تیم او شروع به کار بر روی یک تکنیک به نام PAC-MAN - یا پیشگیری کننده ضد ویروس CRISPR در سلول های انسانی - که با استفاده از ژن-ابزار ویرایش CRISPR برای مبارزه با آنفلوانزا است.

اما این همه را در ژانویه هنگامی که خبر COVID-19 همه گیر پدید آمده است. چی و تیم خود بودند ناگهان مواجه با مرموز ویروس جدید که هیچ کس تا به حال یک راه حل روشن. "بنابراین ما فکر کردم چرا ما سعی می کنیم با استفاده از PAC-MAN فن آوری به مبارزه با آن؟" گفت چی.

از اواخر ماه مارس چی و تیم خود شده اند همکاری با یک گروه به رهبری مایکل کانلی یک اصل علمی مهندسی کاردانی در نانوساختارهای زیستی تسهیلات در برکلی آزمایشگاه مولکولی ریخته گری به منظور توسعه یک سیستم ارائه می شود که PAC-MAN به سلول های بیمار.

مثل همه CRISPR سیستم PAC-MAN است که متشکل از یک آنزیم - در این مورد ویروس-قتل آنزیم Cas13 - و یک رشته از راهنمای RNA که دستورات Cas13 برای از بین بردن خاص توالی نوکلئوتید در coronavirus را genome. توسط تکاپوی ویروس, کدهای ژنتیکی, PAC-MAN می تواند در خنثی کردن coronavirus و آن جلوگیری از تکرار در داخل سلول.

این همه در تحویل

چی گفت که چالش اصلی برای ترجمه PAC-MAN از مولکولی ابزار به یک ضد COVID-19 درمانی است که پیدا کردن یک راه موثر برای تحویل آن به سلول های ریه. زمانی که SARS-CoV-2 کروناویروس که باعث COVID-19, حمله به ریه ها و کیسه هوا در یک فرد آلوده می تواند ملتهب و پر کردن با مایع ربودن یک توانایی بیمار برای تنفس.

"اما من در آزمایشگاه کار نمی کند در روش تحویل," او گفت:. بنابراین در 14 مارس را منتشر preprint از مقاله خود و حتی توییتی به امید ابتلا به چشم یک پتانسیل همکار با تخصص در سلولی تحویل تکنیک های.

به زودی پس از آنها آموخته Connolly کار بر روی مولکول های مصنوعی به نام lipitoids در مولکولی ریخته گری.

Lipitoids نوع پپتیدی مصنوعی تقلید شناخته شده به عنوان "peptoid" برای اولین بار کشف 20 سال پیش توسط Connolly مربی ران Zuckermann. در دهه های پس کانلی و Zuckermann کار کرده اند به منظور توسعه peptoid تحویل مولکول مانند lipitoids. و با همکاری مولکولی ریخته گری کاربران آنها نشان داده اند lipitoids اثربخشی در تحویل DNA و RNA به طیف گسترده ای از سلول.

امروز محققان مطالعه lipitoids درمانی بالقوه برای برنامه های کاربردی نشان داده اند که این مواد غیر سمی به بدن و می تواند در ارائه نوکلئوتید توسط کپسوله سازی آنها در کوچک نانوذرات فقط یک میلیاردم یک متر گسترده ای به اندازه یک ویروس.

در حال حاضر چی امیدوار است برای اضافه کردن خود را CRISPR-بر اساس COVID-19 درمان مولکولی ریخته گری بدن در حال رشد از lipitoid سیستم های تحویل.

در اواخر آوریل محققان دانشگاه استنفورد آزمایش یک نوع lipitoid - Lipitoid 1 - که خود مونتاژ با DNA و RNA به PAC-MAN حامل در یک نمونه از انسان اپیتلیال ریه سلول.

با توجه به چی این lipitoids انجام شده بسیار خوب است. هنگامی که بسته بندی شده با کروناویروس-هدف قرار دادن PAC-MAN, سیستم کاهش مقدار مصنوعی SARS-CoV-2 در محلول بیش از 90% است. "برکلی آزمایشگاه مولکولی ریخته گری فراهم کرده است ما با یک مولکولی گنج که تبدیل تحقیقات ما," او گفت:.

تیم بعدی برنامه ای برای تست PAC-MAN/lipitoid سیستم در یک مدل حیوانی در برابر یک زندگی SARS-CoV-2 ویروس. آنها خواهد پیوست توسط همکاران در دانشگاه نیویورک و موسسه کارولینسکا در استکهلم سوئد.

اگر موفق آنها امید به ادامه کار با کانلی و تیم خود را برای توسعه بیشتر PAC-MAN/lipitoid درمان برای SARS-CoV-2 و دیگر coronaviruses و به کاوش پوسته پوسته شدن آزمایش های خود را به صورت بالینی انجام شد.

"موثر lipitoid تحویل همراه با CRISPR هدف قرار دادن می تواند فعال کردن یک استراتژی بسیار قدرتمند برای مبارزه با بیماری ویروسی نه تنها در برابر COVID-19 اما احتمالا در مقابل به تازگی ویروسی گونه با همه گیر بالقوه" گفت: Connolly.

"هر کس مشغول به کار در سراسر ساعت تلاش به آمده تا با راه حل های جدید" اضافه شده چی که قبل از مطبوعات و کاغذ به تازگی کارشناسی و منتشر شده در مجله Cell. "این بسیار پرارزش به ترکیب تخصص و آزمایش ایده های جدید در سراسر موسسات در این زمان دشوار است."

###

مولکولی ریخته گری است که سازمان حفاظت محیط زیست از علوم کاربر تسهیلات.

استنفورد کار تیم پشتیبانی توسط Defense Advanced Research Projects Agency.

تاسیس در سال 1931 بر این باور است که بزرگترین چالش های علمی بهترین شده توسط تیم لارنس برکلی و آزمایشگاه ملی و دانشمندان شناخته شده اند با 13 جایزه نوبل. امروز, Berkeley Lab محققان توسعه پایدار انرژی و محیط زیست راه حل های مفید ایجاد مواد جدید, پیشبرد مرزهای محاسبات و بررسی رمز و راز از زندگی ماده و جهان. دانشمندان از سراسر جهان با تکیه بر این آزمایشگاه امکانات خود را برای کشف علم است. برکلی آزمایشگاه multiprogram آزمایشگاه ملی مدیریت توسط دانشگاه کالیفرنیا برای وزارت انرژی را از علم است.

سازمان حفاظت محیط زیست را از علم است بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و کار به آدرس برخی از مبرم ترین چالش های زمان ما. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید energy.gov/science.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.