在實驗室，我們通常用脂質體、病毒、電穿孔等方式將外源基因轉染進細胞，但這些方式或多或少都存在脫靶、通量低等缺點。

近日，來自弗賴堡大學綜合生物信號研究中心的研究人員開發了一種 AAV 系統，該系統在紅光照射下能夠將遺傳信息遞送到特定的靶細胞中。

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

在這項研究中，研究人員開發了一種新的 AAV 載體，使基因只能被遞送到用紅光照射過的細胞中，目前，該載體已經用于臨床。

為了實現光控，研究人員從擬南芥中提取了一種紅光感受器系統，該系統由兩種蛋白質 PhyB 和 PIF 組成，一旦 PhyB 被紅光照射，它們就會相互結合。

研究團隊將蛋白質 PIF 置于病毒載體的表面，稱為 OptoAAV，同時修飾另一種蛋白質 PhyB，使其能夠與人體細胞結合，當用病毒載體 OptoAAV 和 PhyB 一起培養細胞時， PhyB 蛋白就會結合所有細胞。

“在紅光的驅動下，PhyB 會和 OptoAAV 結合，這樣 OptoAAV 就會和紅光照射的靶細胞結合在一起，并將基因遞送到靶細胞中。”Maximilian H?rner 表示。

這種方式能夠讓研究人員將目的基因導入特定的靶細胞中。研究人員還成功在不同位置用光照射培養物，從而將不同基因有針對性的遞送到不同細胞中。

“隨著這種病毒載體在治療領域的應用越來越廣泛，我們認為這項新技術有可能使此類生物醫學更加廣泛。” 德國弗賴堡大學合成生物學教授 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