五个小组成员在椅子上排成一排

RNA: 2020年之星承诺在科学突破上再创辉煌

“转变医疗保健”通过CU Anschutz世界级的研究展示了基础科学的力量

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CU Anschutz RNA研究人员在“转变医疗保健”中分享了他们的工作通过他们最喜欢的分子,这种分子在COVID-19大流行期间在公众眼中获得了明星地位。

4月26日,一位明星登上了科罗拉多大学安舒茨医学院的舞台中心,这位获奖的“嘉宾”由一些最忠实的粉丝介绍给了满屋子的新崇拜者。

RNA——以及它的代理导演信使RNA (mRNA)——在位于华盛顿的唐纳德·m·艾丽曼会议中心的新展览中成为了主角安舒茨健康科学大楼.2022年《转变医疗保健》的首演通过其最有才华的工作人员的镜头揭示了“RNA研究的承诺(和证明)”。

什么:转变医疗保健:RNA研究的承诺(和证明)

原因:纪念病万博手机版下载人、朋友和捐赠者的教育社区活动

特邀嘉宾:RNA和它最大的粉丝俱乐部:TheRNA生物科学计划.自2016年推出以来,RBI的规模增加了近两倍,吸引了明星研究人员,并为该领域的RNA研究注入了活力。

主持人:彼得Buttrick他指出,“A, C, G, U”RNA字母表中最强大的字母是:CU。

铜安舒茨美国财政大臣唐纳德·艾丽曼欢迎包括捐助者在内的听众。“如果没有你们这样的支持者,我们不可能取得今天的成就。”

哥伦比亚大学医学院院长小约翰·j·赖利还通过视频欢迎客人。2016年,赖利的办公室向印度储备银行提供了2000万美元,启动了该大学自己的前沿研究中心。

“今晚我很兴奋能向你们介绍生命星系中最亮的一颗星:非常有才华,非常美丽的RNA分子,”他说大卫·本特利该研究的联合创始人和联合董事科罗拉多大学医学院RNA生物科学计划(RBI)。

“我们在RBI是非常幸运的人,”本特利说,自2016年以来,创新RNA研究的校园中心。“我们花时间研究这种神奇分子的生物学,它的能力似乎永远不会停止让我们感到震惊。”

本特利和他的印度储备银行同事,其中四人加入了他的社区研究展示系列讲座的演讲者阵容,他们的职业生涯专注于解开RNA或核糖核酸的秘密才能。然而,当一种快速生产的基于mrna的疫苗在COVID-19大流行早期拯救了人们时,世界上很多人最近才意识到这种分子的能力。

“不在聚光灯下运营”

宾利说,就像一位芭蕾舞明星胜过她的搭档一样,突破性疫苗的出现是转化研究的一个惊人例子。但就像芭蕾舞演员的舞伴一样,基础研究为这种分子的惊人表现提供了基础。

本特利说:“这就是基础研究的作用,它通常不是在聚光灯下运作,而是在推动医学取得重要进展方面发挥重要作用。”宾利说,这些进步很多都发生在加州大学。

本特利说,1989年,科罗拉多大学博尔德分校的研究人员汤姆·切赫博士与科罗拉多大学校友和耶鲁大学教授西德尼·奥特曼博士一起,以他们获得诺贝尔奖的发现“震撼”了生物化学的基础,他们发现分子可以催化化学反应。他说,这一“惊人的成就”为他的RBI研究人员“梦之队”今天在CU Anschutz医学院所做的改变人生的工作提供了信息。

辛苦,令人生畏,但令人兴奋

“为了应对过去的大流行和未来的全球疫情,我们需要更多地了解这些病毒,”他说Jeffrey Kieft,博士,副主席生物化学与分子遗传学以及印度储备银行的高级成员。“了解它们的一个重要方法是研究它们的RNA。”

他因在结构生物学方面的研究而闻名,基夫特和他的RBI同事们深入研究了RNA——在所有细胞中发现的线性分子,作为遗传信息的信使,并执行无数其他任务——以发现它们如何执行多种功能。他说,他的工作既重要又具有挑战性。

基夫特说,就像古生物学家可以通过恐龙牙齿的结构来判断这种生物是食肉动物还是食草动物一样,研究人员也可以通过了解它的结构来获得关于RNA功能的强大知识。但这种结构是万能的,由无数的四个字母(A、C、G和U)组成。

“所以我们需要看到更多的RNA序列来理解基本规则,”Kieft说,并指出RNA既可以是疾病的病原体,也可以是治疗的关键。

关键、复杂和昂贵

他说,他的团队研究的病毒颗粒来自哪里并不重要:病毒会影响从海蛞蝓和橡树到大象和蚂蚁的一切东西。研究人员研究的是主队的优质RNA(为构建人体关键蛋白质提供蓝图)还是客队的病毒RNA都无关紧要。

基夫特说:“双方必须在同一领域,按照相同的规则比赛。”“我们了解了RNA的一般工作原理。一旦我们了解了这些基本规则,我们就可以把它们应用到癌症、糖尿病或神经发育疾病等方面。”

基夫特说,基础RNA研究既复杂又昂贵,在很大程度上依赖于慈善捐赠,因为它通常比翻译研究的兄弟获得的资助要少。他说,过去三到五年的技术飞跃带来了“深刻的发现”,并以他的团队使用的大型冷冻电子显微镜为例。

CU Anschutz带头

Kieft说:“我认为目前世界上有两个地方在开发将这类技术应用于RNA结构研究的方法方面处于前沿。”“其中一个是斯坦福大学,另一个是科罗拉多大学安舒茨医学院.”

基夫特说,他和他的基础研究同事都是好奇心很强的生物,他们被发现的兴奋所激励,并以他的团队研究蚊媒寨卡病毒的经验为例。“我们在寨卡病毒全球爆发前一年开始研究这一问题。我们纯粹是出于好奇心。我们不知道它会在一年内成为全球健康威胁。”

现在,基夫特的团队正在与校园里的其他研究人员合作,开发一种针对寨卡病毒和其他蚊媒病毒的疫苗平台。“我们设计的这项技术在美国和海外都获得了专利。希望这项技术将成为各种新疗法的基础。”

一个突变:使人衰弱的结果

一位核心成员说,虽然寨卡病毒和导致covid - 19的SARS CoV-2的故事说明了基础研究的力量,但印度储备银行工作的广度远远超过了至关重要的疫苗奥利维亚Rissland, DPhil。她说:“为了实现这一巨大的潜力,我们需要理解语法”,即RNA用来传递关键指令的基于A、C、G、u的语言。

无论是像Rissland那样把它比作食谱,还是7500块的乐高宇宙飞船说明书Jay Hesselberth在描述RNA的工作时,误读了一个步骤可能会导致灾难。

一个单一的突变就可以导致细胞误读指令,产生错误,科学家怀疑这是所有人类遗传疾病的一半原因,”RBI的联合主任赫塞尔伯斯说,他专注于RNA损伤和修复。

印度央行核心成员说,把每个单元都看作一个工厂Sujatha Jagannathan,博士学位。RNA从指挥中心(细胞核)获取遗传指令,然后将这些指令的副本发送到工厂车间(细胞质)进行生产。“现在想想规模,”每分钟产生200万个蛋白质,她说。“要让这样的过程准确发生,就需要质量控制。”

Jagannathan研究面部肩胛肱肌营养不良症(FSHD),肌肉细胞无法进行质量控制,导致产生有毒蛋白质,破坏面部、上臂和肩部的肌肉。

RNA:一颗冉冉升起的治疗之星

赫塞尔伯斯说,RBI与科罗拉多儿童医院的临床医生合作,对基因突变的基础研究已经为罕见疾病患者带来了“非凡的”治疗方法。他说,科学家们已经开发出基于rna的药物,可以找出突变或靶点,然后从本质上掩盖细胞的突变。“通过这样做,它们可以防止细胞误读指令。”

他说,这些药物的惊人之处在于它们的生产速度,以药物Milasen(以其接受者Mila命名,Mila是一名患有巴顿病的神经生成障碍的小女孩)为例。

赫塞尔伯斯说:“从发现导致米拉疾病的突变到药物的使用,大约花了10个月的时间。”他补充说,他们的工作迄今为止已经使其他大约12名患有罕见疾病的儿童受益。

“基础科学的力量”

Rissland说,RNA疗法的速度因素已经使科学超越了研究人员最疯狂的梦想。“有了COVID-19疫苗,实际上更令人惊讶。(SARS CoV-2)病毒的第一个基因序列于2020年1月公布。到2020年3月,仅仅两个月后,Moderna就开始在试验中给人体注射了。”

Bentley说:“信使rna疫苗的想法始于20世纪90年代。”“这是一个非常古怪的想法,一些非常敬业的创意人士坚持了下来,并在许多质疑声中被证明是正确的。经过30年的基础研究,我们得出了这个疯狂的想法,到2020年,这项技术已经成熟,可以投入行动,而此时世界正面临致命威胁的挑战。”

现在,随着RNA发现的无限可能性,印度储备银行的工作人员已经瞄准了那些有希望的突破。基夫特说:“这就是基础科学的力量所在。”

主题:社区基础研究

有特色的专家
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大卫·本特利博士

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