城大創新方法活檢RNA結合蛋白 助研新型冠狀病毒藥物

黃穎嘉

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(Front row from left) Dr Zhang Liang, Dr Yan Jian and Dr Chan Kui-ming, and their team have developed CAPRID that can rapidly detect binding proteins of any target RNA in living cells.
(前排左起)張亮博士、嚴健博士和陳居明博士及其研究團隊。

 


香港城市大學(城大)的研究團隊開發嶄新檢測方法,能夠檢測活細胞內與非編碼RNA(核糖核酸)結合的蛋白質。這項新技術有望應用於癌症診斷與幹細胞研究,甚至有助找出治療新型冠狀病毒的潛在藥物靶點。

非編碼RNA被普遍認為是表觀遺傳調控的重要因子,並與許多疾病的形成有關。然而,要明確了解它們與活細胞中蛋白質之相互作用,有很大技術局限,因此其生物功能仍是未解之謎。

為進一步揭示其作用以作出診斷或治療,研究團隊開發了名為「以CRISPR輔助檢測RNA與蛋白質相互作用」(CARPID)的新技術,可以靈敏地在活細胞中檢測與目標RNA結合的蛋白質。
 
這項研究由城大生物醫學系副教授嚴健博士張亮博士陳居明博士共同領導。研究結果早前在科學期刊《自然方法》上發表,題為「以CRISPR輔助檢測活細胞內RNA與蛋白質相互作用」。該刊的影響因子(Impact Factor)在生物醫學領域位列第一。

Mass spectrometry used to identify binding proteins of specific non-coding RNAs.
用於識別特定非編碼RNA結合蛋白的質譜儀。

 

研究團隊借助現時最先進的基因編輯技術CRISPR/dCasRx系統導航,找出目標RNA,再運用鄰近生物素標記技術,找出活細胞中RNA與蛋白質的相互作用。

研究團隊認為CARPID的應用範圍廣泛,包括檢測病毒RNA的結合蛋白。嚴博士說:「舉個例子,SARS-CoV-2就是一種引起新型冠狀病毒的RNA病毒。一旦細胞受病毒感染,我們可以用CARPID來檢測該RNA病毒在病毒生命周期中與哪些細胞蛋白結合。如果能夠減少這些結合蛋白的數量,或許可以抑制病毒的複製。這些資訊可能有助找出潛在的抗病毒藥物靶點。」

張博士指出,由於非編碼RNA在癌細胞的數量比在正常細胞內高出很多,因此被視為診斷癌症的生物標誌物。如果可檢測癌細胞中這些非編碼RNA的結合蛋白,或有助找出致癌機制及用於癌症診斷或治療的潛在藥物靶點。研究團隊亦會嘗試將新方法應用於幹細胞研究。

此外,該檢測可在活細胞中進行,並在生理狀態下完全恢復RNA與蛋白質之間的相互作用;同時能夠靈敏地檢測出任何長度或濃度的RNA結合蛋白,而大部分現有方法只能應用於較長的非編碼RNA。

陳博士、嚴博士、張博士是論文的共同通訊作者。論文的共同第一作者是生物醫學系博士生李靖宇朱孝軒,以及來自西安西北大學的易文凱王曦博士

 

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