在癌症和罕见疾病研究中，CRISPR （Cas9/sgRNA 复合物）是一种有效的基因编辑工具，但它如何通过细胞膜传递到目标基因体，仍然有很多需要克服的地方。
近日，圣地牙哥加州大学（UC San Diego） Liangfang Zhang 博士和 Joseph Wang 博士所率领的研究团队表示，他们已经开发出一种有效的奈米动机（nanomotors），能利用超音波驱动 Cas9/sgRNA 复合物更直接且快速地标靶至目标基因，进而提升编辑的效率，本研究刊登于《应用化学》（Angewandte Chemie）期刊。
该研究团队借由可逆的二硫键将 Cas9/sgRNA 复合物连接到奈米动机的金纳米线上，也借由绿色萤光蛋白（green fluorescent protein，GFP）观察高度表现黑色素瘤（melanoma）B16F10 细胞。下一步，他们处理超音波 5 分钟，使携带 Cas9/sgRNA 复合物的奈米动机能够直接穿过 B16F10 细胞膜，甚至使奈米动机在细胞内可以加速。最后，他们发现，仅需很小浓度的 Cas9-sgRNA 复合物有效地抑制萤光，显示 Cas9/sgRNA 复合物在细胞内释放后，实现高效率的 GFP 基因剔除（knockout）。
该研究团队进一步指出，在细胞培养的 2 小时内，使用超音波处理的奈米动机的基因剔除率为 80%，而使用静态奈米线的剔除率仅有 30%。更令人印象深刻的，该奈米动机只需 0.6 奈米 Cas9/sgRNA 复合物就能进行高效率的剔除。
该研究作者也强调，有效使用超音波奈米动机作为主动运输蛋白，是相当致密系统的一部分，且该系统只使用少量和容易获得的组件就能组成。
奈米动机的细胞内传递方法克服了功能性蛋白质和 RNA 于细胞内传递的生理障碍，未来若能进一步研究跟进行临床试验，也可望大幅提升疾病的基因治疗效率。
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1. Hansen-Bruhn M, et al. Angew Chem Int Ed Engl. 2018 Jan 11. [Epub ahead of print]
2. https://phys.org/news/2018-02-delivery-cas9-sgrna-complex-cell-ultrasound-propelled.html
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