微生物组研究有助于探索遗传性疾病的治疗方法

一项合作在肠道细菌中鉴定出了新的CRISPR-Cas9分子，该分子可能具有通过视网膜下注射治疗遗传性疾病(例如色素性视网膜炎)的临床潜力。特伦托大学细胞、计算和综合生物学系的AnnaCereseto和NicolaSegata联手，结合他们的专业知识，开发治疗遗传性疾病的新疗法。

AnnaCereseto和NicolaSegata作为通讯作者和高级作者的一项研究已发表在《自然通讯》上。

世界各地的研究人员正在研究基因组疗法，以寻找遗传性疾病的新疗法。使用CRISPR-Cas9系统进行基因组编辑是基于Cas9蛋白的使用，它的工作原理就像一把分子剪刀，可以通过编程对基因组进行特定修改，以剪切或替换有害的DNA序列，纠正导致基因突变的基因。疾病。

这项生物技术于2012年在美国被发现，并已导致一种获批的治疗方法，即治疗镰状细胞病的药物。

现在，特伦托大学进行的这项研究使基因组研究向前迈进了一步。

“与其他CRISPR-Cas9方法相比，我们发现的方法精确、有效，而且更紧凑。正如我们在视网膜中的实验所证明的那样，这种新的CRISPR-Cas9分子将更容易地输送到必须接受治疗的器官。AnnaCereseto说，她自2018年以来随着evoCas9的开发一直参与基因组编辑器的研究。

扩大CRISPR-Cas工具的范围对于加快遗传疾病疗法的开发是必要的。这可以通过修改天然酶来实现，就像evoCas9的情况一样，但发现已经进化的可以发挥作用的酶具有巨大的优势。

与NicolaSegata的计算宏基因组学实验室的合作，使得AnnaCereseto的分子病毒学实验室能够揭示CRISPR-Cas9系统的巨大自然储备，从中提取用于人类基因组编辑的新的有价值的工具。

“通过查询我们多年来创建的微生物组基因组数据库，我们发现了大量具有有趣的基因组编辑特性的Cas9，”AnnaCereseto和NicolaSegata说。

“我们在肠道细菌中发现了多种CRISPR-Cas9。特别是，我们在Collinsella中鉴定出了CoCas9核酸酶，这是一组非常活跃的酶，分子大小小，大约有1000个氨基酸，人类肠道中常见的一种细菌属。”

“使用宏基因组方法对整个微生物组进行测序，然后在实验室重建组装的基因组，从而鉴定出大量物种。包括CoCas9在内的一系列新Cas9核酸酶的发现，使基因组编辑工具包甚至更大，”他们指出。

他们的结论是：“给药困难仍然阻碍了遗传疾病疗法的发展。然而，CoCas9由于其体积小，显示出基因治疗应用的潜力，因此是通过工程方法进行优化的潜在候选者，值得进一步研究我们已经在开展临床开发项目。”