理性工程正在革命性地改变基因疗法领域，提供无与伦比的基因编辑前景。NovaIscB的开发，一个新的紧凑工具，代表着在为遗传疾病寻找可持续治疗方案方面的重大进展。由于其小巧的体积，该酶能够*有效输送*到细胞中，展现了转变基因疗法的前景。研究人员现在利用*自然系统的多样性*来提高基因干预的精确性和有效性，为*创新*和定向解决方案铺平道路。
基因编辑的革命
麻省理工学院的McGovern Institute与Broad Institute的研究人员取得了重大进展，他们将一种在细菌中发现的RNA引导酶转变为一种有效且可编程的人类DNA编辑器。这个名为NovaIscB的新工具可以对基因组进行精确修改，并调节特定基因的活性。
创新设计与特性
NovaIscB是针对一种名为IscBs的蛋白质家族进行理性工程的成果。这些酶的体积是DNA切割工具CRISPR Cas9的三分之一，具备更容易输送至细胞的优势。研究人员选择探索IscBs，因为它们在治疗应用中表现出良好的特性。
选择与优化过程
团队成员Soumya Kannan和Shiyou Zhu测试了近400种不同的IscBs，识别出十种能够在人体细胞中编辑DNA靶标的酶。提高酶的活性，同时保持其特异性，是一项重大挑战。研究人员专注于确认这些修改不会影响整个基因组。
基因疗法的潜在应用
NovaIscB显示出比其最初的前身高出100倍以上的效率，确保了其靶标的增强特异性。其紧凑的结构便于其融入基因疗法中常用的载体，如腺病毒相关病毒(AAV)，促进了安全的输送。
完成的治疗开发
为了说明NovaIscB的潜力，团队开发了一种名为OMEGAoff的工具，能够向DNA中添加化学标记。该装置旨在抑制一种与胆固醇调控相关的基因，从而导致小鼠在治疗后血液中胆固醇水平的持续下降。
转向靶向疗法
研究人员预计NovaIscB可以用于靶向大多数人类基因，开辟了基因组编辑领域的许多应用。其在蛋白质的理性工程方法，借助于对IscBs的自然多样性的研究，可能改变未来基因疗法工具的开发方式。
合作与资金支持
这项研究得到了多个机构和捐赠者的支持，包括K. Lisa Yang和Hock E. Tan分子治疗中心，以及其他各类基金会。NovaIscB的发现突显了蛋白质工程在应对遗传疾病挑战方面的巨大潜力。
未来展望
关于NovaIscB在各实验室应用的期望不断增加，科学界也渴望采纳这种理性工程的方法。了解自然多样性提供了一个杠杆，以提升基因组编辑工具的有效性，从而在全球范围内提升治疗进展。
补充文章为该主题提供了有趣的视角：一种解码蛋白质的AI模型，麻省理工学院McGovern研究所，基因调控中的人工智能，以及古老基因编辑系统。
关于紧凑基因疗法工具的常见问题
什么是NovaIscB，它如何在基因疗法中使用？
NovaIscB是一种重新工程的酶，允许对基因组进行精确修改。它用于基因疗法中，以靶向和调节特定基因的活性，可能有助于治疗或预防疾病。
NovaIscB与之前的基因组编辑工具，如Cas9，有何不同？
NovaIscB比Cas9小得多，这使得它更易于输送至细胞。此外，它已被优化为在人体细胞中更有效和特异性地工作。
NovaIscB的体积对基因疗法有何重要性？
其小体积使其更易于输送至细胞，从而使这一工具在临床应用中更容易使用，因为它需要的输送方法较为简单。
研究团队如何改善NovaIscB以进行人类基因组编辑？
团队测试了近400种IscB酶，以发现能够有效切割人类细胞DNA的酶，然后进行了战略性的修改以最大限度地提高该酶的活性和特异性。
人工智能在NovaIscB的开发中发挥了什么作用？
人工智能，特别是通过AlphaFold2工具，帮助预测每种结构修改将如何影响蛋白质的功能，这加快了工程的过程。
是否可以使用NovaIscB靶向所有人类基因？
团队预计NovaIscB能够靶向大多数人类基因，从而为基因疗法的广泛应用铺平了道路。
在小鼠测试中观察到的结果是什么？
在试验中，NovaIscB已用于降低小鼠的胆固醇水平，从而显示出其调节特定基因的潜力，并对人类疾病产生影响。
NovaIscB在安全性方面如何与其他基因编辑工具相比？
作为一种更小且针对性更好的工具，NovaIscB可能会提供更好的安全性，减少非靶向DNA切割，从而降低不良反应的风险。
NovaIscB在医学中使用的未来展望是什么？
研究人员对NovaIscB在治疗各种疾病中的未来应用持乐观态度，希望其他实验室能够采用这种技术及其演化引导的工程方法。
