Artificial transcription factors: technology development and applications in cell reprogramming, genetic screen, and disease treatment

重编程 转录因子 生物 疾病 计算生物学 细胞 遗传学 生物技术 细胞生物学 基因 医学 内科学
作者
Yanmei Sang,Lingjie Xu,Zehua Bao
出处
期刊:Molecular Therapy [Elsevier]
标识
DOI:10.1016/j.ymthe.2024.10.029
摘要

Gene dysregulations are associated with many human diseases, such as cancers and hereditary diseases. Artificial transcription factors (ATFs) are synthetic molecular tools to regulate the expression of disease-associated genes, which is of great significance in basic biological research and biomedical applications. Recent advances in the engineering of ATFs for regulating endogenous gene expression provide an expanded set of tools for understanding and treating diseases. However, the potential immunogenicity, large size, inefficient delivery, and off-target effects persist as obstacles for ATFs to be developed into therapeutics. Moreover, the activation of an endogenous gene following ATF activity lacks durability. In this review, we first describe the functional components of ATFs, including DNA binding domains, transcriptional effector domains, and control switches. We then highlight examples of applications of ATFs, including cell reprogramming and differentiation, pathogenic gene screening, and disease treatment. Finally, we analyze and summarize major challenges for the clinical translation of ATFs and propose potential strategies to improve these useful molecular tools.
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