一項新的研究表明，人造酶可以透過選擇性地剪斷導致 COVID 的病毒的 RNA 基因組來對抗該病毒。研究人員表示，這項技術可能克服先前技術的關鍵問題，並可能有助於在威脅出現時建立快速抗病毒治療方法。
當 COVID 疫情爆發時，劍橋大學化學生物學家亞歷山大·泰勒匆忙地改造了他和他的同事一直在開發的一種基因剪下技術：由人造 RNA 形成的合成酶，稱為 XNAzymes（異種核酸）。在封鎖期間，泰勒獨自工作，在幾天內生成了五種靶向 SARS-CoV-2 基因組序列的 XNAzymes。
酶是天然催化劑，可促進化學轉化——在這種情況下，是透過分解其他分子。但以前基於 DNA 和 RNA 的酶很難切割長而高度結構化的分子，例如病毒基因組。相反，它們透過募集細胞內現有的酶來破壞目標——這是一種不太精確的過程，可能導致“脫靶”切割並增加副作用。
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泰勒和他的同事去年表明，XNAzymes 可以識別和不切割遺傳密碼中僅相差一個“字母”的序列。研究人員說，它們的效能優於之前的努力，因為它們形成更緊密的化學鍵，在 DNA 和 RNA 酶展開的條件下保持其結構和功能。
流行的 CRISPR 基因編輯工具也可以靶向 RNA，但人類免疫系統有時會對所使用的細菌酶產生不良反應。 XNAzymes 在自然界中不存在，因此不太可能引發免疫系統攻擊。它們也不依賴於從細胞內借用額外的成分；這可能會減少副作用。 “所有當代 RNA 療法都利用細胞機制，”荷蘭埃因霍溫理工大學的生物醫學工程師羅伊·範德米爾說，他沒有參與這項新研究。“這是一把獨立的剪刀。”
在發表在《自然通訊》雜誌上的新研究中，XNAzymes 將感染細胞中 SARS-CoV-2 病毒的複製減少了高達 75%。 “我們與其他開發時間更長的方法相當，”泰勒說，儘管他指出尚未進行直接比較。
科學家們使用 XNAzymes 靶向病毒基因組的三個部分，使突變更難以躲避攻擊。這種方法可以快速適應其他病毒，因為核心系統保持不變；只有結合目標的部分被重新程式設計。“XNAzymes 在精準醫療方面具有巨大的潛力，”同樣在劍橋大學的研究合著者瑪麗亞·唐德說。該小組之前的研究表明，XNAzymes 可能對多種疾病有效——甚至可能靶向突變的癌症基因。
研究人員指出，他們尚未設計出將這些 XNAzymes 送入人體細胞的方法，但範德米爾表示，用於其他 RNA 療法的方法可能有效。該團隊目前正在研究 XNAzymes 的穩定性和精確度，並測試額外的目標序列。