美國斯坦福大學科學家借用著名的“木馬計”,初步找到了一條關閉細胞內特定致病基因的途徑。這一發明在癌症等疾病的基因治療領域具有很大的應用潛力。
傳説古希臘人攻打特洛伊城時,將精兵藏在一個大木馬肚子內,並誘使特洛伊人將木馬放入城中,夜間奇兵鑽出木馬,裏應外合,攻陷了此城。“木馬計”的典故就是這麼來的。
斯坦福大學科爾教授領導的小組,在研究中合成了一種環狀的奈米級DNA(脫氧核糖核酸)分子,並用它充當“木馬”,放入活的大腸桿菌細胞中。這種分子“木馬”進入大腸桿菌細胞後能大量製造另外一種名為核酶的物質,並由後者在細菌內部發起“進攻”,關閉特定基因,或使基因裂解、功能盡廢。在這一過程中,環狀分子完好無損,可以在“進攻”完成後全身而退。
科爾教授28日接受新華社記者採訪時解釋説,這一“木馬計”之所以成功,在於環狀DNA分子能夠“騙過”大腸桿菌,在其內部大量生成核酶;而“中計”的細菌並不知道核酶對自己具有殺傷力。
但他也指出,環狀分子侵入細胞的方式與病毒感染類似,其不同之處在於環狀分子“完全是人工合成的”,“大小只有病毒的幾百分之一”。
核酶是一種具有酶活性的RNA(核糖核酸),它能夠破壞基因的RNA而抑制特定基因的表達。在自然界中,核酶通常以DNA分子為模板而完成裝配。DNA先與一種RNA聚合酶結合,然後形成核酶。RNA聚合酶非常“挑剔”,對DNA分子有較高的選擇性。科爾教授等設計的“木馬計”的關鍵,是尋找可以與RNA聚合酶結合併大量複製核酶的環狀DNA分子。為此,他們採用了讓人工合成的環狀DNA分子在試管中自行“進化”的辦法。在“進化”進行到第15代時,研究人員找到了最合RNA聚合酶“口味”的環狀DNA分子。
科爾等在美國《全國科學院學報》上撰文介紹説,他們把上述DNA分子放入大腸桿菌細胞後發現,該分子製造出的大量核酶,成功地使大腸桿菌中的一種抗藥基因喪失了功能。科爾説,雖然環狀DNA分子在製造和檢測特定DNA序列上已經廣泛應用,但將其成功地用到細菌的活細胞內,還沒有先例。
從理論上説,科爾等發明的這種策略可以用來關閉人體細胞內的各種致病和有害基因,在癌症等各種疾病的基因治療領域有應用潛力。這正是科爾等人研究的最終目標。以這一最終目標來衡量,研究人員利用活大腸桿菌而獲得的最新成果,僅僅是開了個頭。(完)
新華社 2002年1月29日