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使用(yòng)工(gōng)程編輯系統CRISPR解開(kāi)蘑菇毒素緻命之謎

發表時(shí)間:2023-05-19 訪問次數:235


據統計(jì),每年因食用(yòng)有毒蘑菇而死亡的人中有90%是由死亡帽菇(Amanita phalloides)引起的。這(zhè)個一直被稱爲“國王殺手”的死亡帽菇可能(néng)正在失去它的優勢,因爲科學家們已經找到(dào)可能(néng)的方法來(lái)對(duì)付這(zhè)種緻命的蘑菇毒素。

死亡帽菇(Amanita phalloides)也(yě)叫死亡帽、毒鵝膏,被認爲是世界上(shàng)最毒的蘑菇,它的外(wài)表看(kàn)起來(lái)很(hěn)平平無奇,但(dàn)卻含有鬼筆(bǐ)毒素與鵝膏蕈堿兩種緻命毒物,僅僅30毫克就能(néng)夠導緻人類死亡,但(dàn)中毒症狀通常在食用(yòng)8小(xiǎo)時(shí)後才會(huì)出現(xiàn)。死亡帽高(gāo)15厘米,頂部通常呈現(xiàn)黃褐色或黃綠色,味道(dào)鮮美(měi),但(dàn)食用(yòng)後會(huì)導緻嘔吐、癫痫、嚴重的肝損傷和(hé)死亡。

因此科學家們一直在研究死亡帽的緻死機制,最近題爲《Identification of indocyanine green as a STT3B inhibitor against mushroom α-amanitin cytotoxicity》的研究中,研究人員通過研究人體内生化反應的機制,發現(xiàn)一種可以阻斷蘑菇毒素(α-amanitin)進入細胞的化學物質吲哚菁綠,文(wén)章在線發表于Nature子刊《Nature Communications》。

科學家們首先使用(yòng)CRISPR-Cas9基因編輯技術創建了(le)一個人類細胞庫,每個細胞都有不同基因的突變。然後,他(tā)們測試了(le)哪些(xiē)突變幫助細胞在暴露于α- amantin中存活下(xià)來(lái)。這(zhè)些(xiē)高(gāo)通量CRISPR篩選已被廣泛用(yòng)于鑒定與耐藥性有關的基因或途徑。

研究人員首先進行了(le)全基因組CRISPR功能(néng)喪失篩選,以确定與AMA細胞毒性有關的基因和(hé)途徑。全基因組CRISPR篩選揭示了(le)缺乏稱爲STT3B的酶的功能(néng)細胞能(néng)夠在α- amantin中存活。n -聚糖生物合成途徑及其關鍵組分STT3B在α- amantin毒性中起着至關重要的作(zuò)用(yòng),STT3B是α-amanitin毒性所必需的,并且研究人員篩選了(le)大(dà)約3200種化合物,尋找到(dào)一種可以阻止STT3B作(zuò)用(yòng)的化合物——吲哚菁綠(ICG),ICGSTT3B抑制劑。

CRISPR篩選識别AMA毒性所需的基因和(hé)途徑

吲哚菁綠(ICG)是由柯達攝影公司在上(shàng)世紀50年代開(kāi)發的染料,此後一直用(yòng)于醫(yī)學成像,例如,可視(shì)化眼睛中的血管和(hé)肝髒中的血流。在對(duì)比試驗中,使用(yòng)ICG的小(xiǎo)鼠中隻有約50%死于α-amanitin中毒,而安慰劑組小(xiǎo)鼠爲90%

通過将α-amanitin毒性的全基因組CRISPR篩選與計(jì)算(suàn)機藥物篩選和(hé)體内功能(néng)驗證相結合,強調了(le)ICG作(zuò)爲針對(duì)蘑菇毒素的STT3B抑制劑可以在體内和(hé)體外(wài)阻斷AMA誘導的細胞死亡,表明(míng)ICGAMA /死亡帽中毒方面的潛在實用(yòng)價值。