在實(shí)驗(yàn)室，我們通常用脂質(zhì)體、病毒、電穿孔等方式將外源基因轉(zhuǎn)染進(jìn)細(xì)胞，但這些方式或多或少都存在脫靶、通量低等缺點(diǎn)。

近日，來(lái)自弗賴堡大學(xué)綜合生物信號(hào)研究中心的研究人員開發(fā)了一種 AAV 系統(tǒng)，該系統(tǒng)在紅光照射下能夠?qū)⑦z傳信息遞送到特定的靶細(xì)胞中。

這項(xiàng)工作發(fā)表在 Science Advances 上，題為 Spatiotemporally confined red light-controlled gene delivery at single-cell resolution using adeno-associated viral vectors。

在這項(xiàng)研究中，研究人員開發(fā)了一種新的 AAV 載體，使基因只能被遞送到用紅光照射過(guò)的細(xì)胞中，目前，該載體已經(jīng)用于臨床。

為了實(shí)現(xiàn)光控，研究人員從擬南芥中提取了一種紅光感受器系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩種蛋白質(zhì) PhyB 和 PIF 組成，一旦 PhyB 被紅光照射，它們就會(huì)相互結(jié)合。

研究團(tuán)隊(duì)將蛋白質(zhì) PIF 置于病毒載體的表面，稱為 OptoAAV，同時(shí)修飾另一種蛋白質(zhì) PhyB，使其能夠與人體細(xì)胞結(jié)合，當(dāng)用病毒載體 OptoAAV 和 PhyB 一起培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)， PhyB 蛋白就會(huì)結(jié)合所有細(xì)胞。

“在紅光的驅(qū)動(dòng)下，PhyB 會(huì)和 OptoAAV 結(jié)合，這樣 OptoAAV 就會(huì)和紅光照射的靶細(xì)胞結(jié)合在一起，并將基因遞送到靶細(xì)胞中。”Maximilian H?rner 表示。

這種方式能夠讓研究人員將目的基因?qū)胩囟ǖ陌屑?xì)胞中。研究人員還成功在不同位置用光照射培養(yǎng)物，從而將不同基因有針對(duì)性的遞送到不同細(xì)胞中。

“隨著這種病毒載體在治療領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，我們認(rèn)為這項(xiàng)新技術(shù)有可能使此類生物醫(yī)學(xué)更加廣泛?！?德國(guó)弗賴堡大學(xué)合成生物學(xué)教授 Wilfried Weber 博士表示。

參考資料：

https://advances.sciencemag.org/content/7/25/eabf0797

https://www.genengnews.com/news/for-genetic-transfer-remote-control-optics-light-aavs-way/

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/uof-arc061721.php