一项新的研究表明，人造酶可以通过选择性地剪断导致 COVID 的病毒的 RNA 基因组来对抗该病毒。研究人员表示，这项技术可能克服先前技术的关键问题，并可能有助于在威胁出现时创建快速抗病毒治疗方法。
当 COVID 疫情爆发时，剑桥大学化学生物学家亚历山大·泰勒匆忙地改造了他和他的同事一直在开发的一种基因剪切技术：由人造 RNA 形成的合成酶，称为 XNAzymes（异种核酸）。在封锁期间，泰勒独自工作，在几天内生成了五种靶向 SARS-CoV-2 基因组序列的 XNAzymes。
酶是天然催化剂，可促进化学转化——在这种情况下，是通过分解其他分子。但以前基于 DNA 和 RNA 的酶很难切割长而高度结构化的分子，例如病毒基因组。相反，它们通过募集细胞内现有的酶来破坏目标——这是一种不太精确的过程，可能导致“脱靶”切割并增加副作用。
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泰勒和他的同事去年表明，XNAzymes 可以识别和不切割遗传密码中仅相差一个“字母”的序列。研究人员说，它们的性能优于之前的努力，因为它们形成更紧密的化学键，在 DNA 和 RNA 酶展开的条件下保持其结构和功能。
流行的 CRISPR 基因编辑工具也可以靶向 RNA，但人类免疫系统有时会对所使用的细菌酶产生不良反应。 XNAzymes 在自然界中不存在，因此不太可能引发免疫系统攻击。它们也不依赖于从细胞内借用额外的成分；这可能会减少副作用。 “所有当代 RNA 疗法都利用细胞机制，”荷兰埃因霍温理工大学的生物医学工程师罗伊·范德米尔说，他没有参与这项新研究。“这是一把独立的剪刀。”
在发表在《自然通讯》杂志上的新研究中，XNAzymes 将感染细胞中 SARS-CoV-2 病毒的复制减少了高达 75%。 “我们与其他开发时间更长的方法相当，”泰勒说，尽管他指出尚未进行直接比较。
科学家们使用 XNAzymes 靶向病毒基因组的三个部分，使突变更难以躲避攻击。这种方法可以快速适应其他病毒，因为核心系统保持不变；只有结合目标的部分被重新编程。“XNAzymes 在精准医疗方面具有巨大的潜力，”同样在剑桥大学的研究合著者玛丽亚·唐德说。该小组之前的研究表明，XNAzymes 可能对多种疾病有效——甚至可能靶向突变的癌症基因。
研究人员指出，他们尚未设计出将这些 XNAzymes 送入人体细胞的方法，但范德米尔表示，用于其他 RNA 疗法的方法可能有效。该团队目前正在研究 XNAzymes 的稳定性和精确度，并测试额外的目标序列。