“可編程分子剪刀”有助對抗新冠

英國康橋大學科學家利用合成生物學創造了人工酶，這些人工酶被編程為靶向新冠病毒的遺傳密碼並能摧毀該病毒，該方法可用於開發新一代抗病毒藥物。發表在16日《自然·通訊》雜誌上的研究，報告了研究團隊如何使用這項技術成功地“殺死”活的新冠病毒。

2014年的一項研究發現，人工遺傳物質XNA——自然界中未發現的RNA和DNA的合成化學替代品，可用於製造世界上第一種全人工酶XNAzyme。

XNAzyme經過精心設計，在細胞內更加穩定和高效。這些人工酶可切割長而複雜的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症或其他疾病有關的突變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，然後將其切碎。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，這是它産生新變種的根源，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域，而且還設計了3種XNAzyme以自組裝成切割病毒基因組不同部分的“奈米結構”。

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生突變。原則上，還可將許多XNAzyme組合在一起製成“雞尾酒”。

而即使出現了能夠繞過“雞尾酒”的新變種，因為已有了催化核心，也可快速製造新的酶來保持領先地位。

研究團隊的下一步目標是製造更加特異和強大的XNAzyme，允許它們在體內停留更長時間，並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想像成一把整體設計保持不變的剪刀，但能根據要剪裁的材料，不斷更換刀片或手柄。這也意味著，科學家們創建新的XNAzyme所需的時間，將遠遠少於開發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，清除其體內的病毒，對於因免疫系統減弱而難以自行清除病毒的患者，這種方法可能尤為重要。