Lipitoids與(yu) DNA和RNA發生自組裝，可作為(wei) 抗病毒療法中的細胞運輸係統，預防COVID-19和其它冠狀病毒感染。 （圖片來源：R.N. Zuckermann）

美國斯坦福大學的科研團隊正在與(yu) 分子工廠（Molecular Foundry）的研究人員合作，致力於(yu) 開發基因靶向的抗COVID-19藥物。分子工廠是美國能源部勞倫(lun) 斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）的納米科學方向的用戶導向部門。

去年，斯坦福大學生物工程、化學和係統生物學係助理教授Stanley Qi和團隊開始研究一種名為(wei) PAC-MAN的技術，即利用CRISPR基因編輯技術來對抗流感。

但是當一月COVID-19開始全球流行時，一切都改變了。Qi和他的團隊突然間麵對著一種全新的、無人知曉解決(jue) 辦法的病毒。他們(men) 開始考慮用PAC-MAN技術來對付COVID-19。

自3月底以來，Qi和團隊一直在與(yu) Michael Connolly領導的團隊合作。Michael Connolly是伯克利實驗室分子工廠生物納米結構部的首席工程助理。他們(men) 致力於(yu) 開發可將PAC-MAN送入患者細胞的係統。

和所有的CRISPR係統一樣，PAC-MAN由一個(ge) 酶和一段向導RNA組成。在PAC-MAN中，酶是負責殺死病毒的Cas13酶，向導RNA可以引導Cas13破壞冠狀病毒基因組中的特定核酸序列。通過破壞病毒的基因序列，PAC-MAN可以殺滅冠狀病毒，使之不再在細胞中複製。

PAC-MAN的運輸是關(guan) 鍵

Qi表示，將PAC-MAN從(cong) 分子工具轉變為(wei) 抗COVID-19療法的關(guan) 鍵之處在於(yu) 找到一個(ge) 高效的方法將它運到肺部的細胞中。當引起COVID-19的冠狀病毒SARS-CoV-2入侵肺部後，感染者的肺泡開始發炎並充滿組織液，從(cong) 而影響患者的呼吸能力。

Qi接著說：“但我的實驗室並不負責研究運輸策略。”因此在3月12日，他們(men) 發表了論文的預印本，盡管希望渺茫，他們(men) 仍然希望能夠吸引到他們(men) 的潛在合作者——細胞運輸技術方麵的專(zhuan) 家。

很快，他們(men) 了解到Connolly在分子工廠有關(guan) 合成lipitoid分子的工作。

Lipitoid是一種和peptoid很像的合成多肽。Peptoid最早在20年前由Connolly的導師Ron Zuckermann發現。在那之後的幾十年裏，Connolly和Zuckermann一直致力於(yu) 開發lipitoid等運輸peptoid的分子。通過與(yu) 分子工廠用戶的合作，他們(men) 闡明了lipitoid運輸DNA和RNA到多種細胞係中的高效性。

如今，研究將lipitoid應用於(yu) 臨(lin) 床治療的科學家發現這些材料對人體(ti) 無毒，並且可以用於(yu) 運輸核酸。他們(men) 將核酸封裝進直徑1nm的納米顆粒中，其大小與(yu) 病毒相當。

Qi希望他的基於(yu) CRISPR的COVID-19療法可以加入分子工廠不斷發展的lipitoid運輸係統中。

4月底，斯坦福大學的研究人員測試了一種lipitoid——Lipitoid 1。在人類肺泡上皮細胞樣本中，Lipitoid 1可以和DNA、RNA一起自組裝成PAC-MAN載體(ti) 。

Qi表示，lipitoids在運輸PAC-MAN時表現得非常好。當lipitoid和靶向冠狀病毒的PAC-MAN組裝在一起時，溶液中合成的SARS-CoV-2數量減少了90%以上。Qi說：“伯克利實驗室分子工廠提供了一個(ge) 改變我們(men) 研究的分子利器。”

該團隊下一步計劃在動物模型中測試PAC-MAN/lipitoid係統對抗SARS-CoV-2病毒的有效性。他們(men) 將與(yu) 美國紐約大學（New York University）和瑞典斯德哥爾摩卡羅林斯卡學院（Karolinska Institute）的研究人員合作。

如果成功，Qi和團隊希望能繼續與(yu) Connolly團隊合作，發展出針對SARS-CoV-2以及其他冠狀病毒的PAC-MAN/lipitoid治療方法，並嚐試擴大臨(lin) 床前試驗的規模。

Connolly說：“高效的lipitoid運輸和CRISPR結合，不僅(jin) 是對抗COVID-19的有效手段，也可以防止今後出現新的病毒流行事件。”

Qi補充道：“每個(ge) 人都在夜以繼日地工作，希望找到新的解決(jue) 方案。在當前的困難時期，結合專(zhuan) 業(ye) 星空体育官网入口网站，各機構一起合作試驗新想法是非常有益的。”目前，Qi的預印本論文已通過同行評審，發表在《細胞》（Cell）上。

作者：Theresa Duque

翻譯：唐儆

審校：巢栩嘉

引進來源：美國勞倫(lun) 斯伯克利國家實驗室

引進鏈接：https://phys.org/news/2020-06-scientists-aim-gene-targeting-breakthrough-covid-.html


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