东京大学开发分裂RNA开关技术实现精准基因调控
2025-07-04 14:53
来源:京都大学
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东京大学生命科学前沿研究中心的Hirohide Saito教授和Hirohisa Ohno助理教授团队在《自然通讯》发表创新成果,成功开发出新型"分裂RNA开关"系统。该技术通过整合翻译和翻译后控制机制,实现了目标细胞中基因表达的高度特异性调控。

传统RNA开关存在翻译泄漏和信噪比低的局限。研究团队创新的分裂RNA开关系统利用蛋白质剪接技术,将多个RNA开关输出进行整合。该系统采用分裂内含肽设计,只有当两个蛋白质片段同时存在时才能形成功能性蛋白,从而显著提高了调控特异性。实验数据显示,该系统可将miRNA响应开关的信噪比提升25倍以上。

Hirohide Saito教授表示:"这项技术首次实现了mRNA翻译调控与翻译后蛋白质剪接的结合。"研究团队成功将该系统应用于荧光成像、细胞筛选和诱导细胞死亡等多个场景,均展现出优异的细胞类型特异性控制能力。

在CRISPR-Cas9基因组编辑平台的应用中,该系统在人类iPS细胞中实现了miRNA依赖性的精准基因编辑。杜氏肌营养不良症细胞模型实验显示,其对肌营养不良蛋白基因的编辑特异性提高了45倍,有效减少了脱靶效应。团队还构建了多输入逻辑门电路,可同时检测多种miRNA和蛋白质信号。

这项技术为基因治疗和再生医学提供了新的工具平台。其模块化设计支持多种应用场景扩展,有望推动智能RNA疗法的发展。研究人员表示,下一步将探索该系统在疾病治疗中的实际应用价值。

更多信息: Itsuki Abe 等人,Split RNA 开关调控翻译前和翻译后控制,实现细胞类型特异性基因表达,《自然通讯》(2025)。期刊信息: 《自然通讯》

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