Všeobecné

Vedci robia prielom CRISPR na zrýchlenie genómových úprav


Vedci urobili ďalší obrovský krok smerom k použitiu systému na úpravu génov CRISPR. CRISPR je skratka pre zoskupené pravidelne rozložené krátke palindromické opakovania. V oblasti genómového inžinierstva sa jedná o rôzne systémy, ktoré umožňujú vedcom upravovať DNA na presných miestach.

Systémy možno tiež použiť ako diagnostický nástroj. CRISPR sa dostal na prvé stránky novín, keď vyšiel prvýkrát v roku 2002, a bol vítaný ako odpoveď na liečbu všetkých chorôb.

S postupujúcim výskumom je však CRISPR a jeho použitie oveľa komplikovanejšie ako jednoduché deletovanie génov, ktoré spôsobujú choroby. Jednou z týchto prekážok je skutočnosť, že úprava rozrezaných génov trvá naozaj dlho.

Vedci z UCLA teraz prišli na spôsob úpravy viacerých génov naraz. V súčasnosti sa sledovanie vplyvu zmien vykonaných v génoch pomocou nástroja CRISPR vykonáva individuálne.

Nový systém radikálne urýchľuje sledovanie nárazov

Každá úprava je analyzovaná po jednej, čo môže trvať týždne. Najnovší vývoj vedca teraz znamená, že môžu monitorovať výsledky desiatok tisíc úprav génov súčasne, ako to v súčasnosti trvá na analýzu iba niekoľkých.

"Už niekoľko rokov vedci používajú CRISPR na delenie mnohých génov naraz," uviedol vedúci autor Leonid Kruglyak, predseda humánnej genetiky na Lekárskej fakulte Davida Geffena v UCLA.

"Ale chýbali metódy CRISPR na úpravu mnohých génov naraz." Naše laboratórium je prvé, ktoré vyvinulo rozsiahlu techniku ​​na dosiahnutie tohto cieľa v bunkách štruktúrovaných ako ľudské bunky. “ Prelom umožní vedcom lepšie identifikovať genetické zmeny, ktoré s najväčšou pravdepodobnosťou poškodia bunky a prispejú k chorobe.

"Aby mohol CRISPR správne zaviesť úpravy do genómu, musí každá bunka dostať správnu kombináciu sprievodcu a náplasti," uviedol prvý autor Meru Sadhu, postdoktorandský výskumník v laboratóriu Kruglyak. Ďalej dodal: „Správne doručenie párov do tisícov buniek súčasne predstavovalo komplikovanú vedeckú hádanku.“

Nová metóda vyvinutá spoločnosťou UCLA umožňuje fyzické pripojenie tisícov sprievodcov k ich partnerským záplatám, čím sa zabezpečí dodanie dokonale zladenej sady do každej bunky. Pri testovaní novej metódy tím študoval triedu genetických mutácií, pri ktorých existuje podozrenie, že sú škodlivé pre bunky.

Dobré a zlé bunky sú teraz rýchlo identifikovateľné

Experiment sa uskutočňoval na kvasinkách, pretože bunkové zmeny v reakcii na zmeny génov prebiehali v kvasinkách rýchlo a je ich ľahké pozorovať. Milióny kvasinkových buniek rástli vo vnútri banky s tekutinou, potom vedci použili CRISPR na dodanie prispôsobenej sady spárovaných sprievodcov a náplastí do každej bunky.

Bolo skúmaných asi 10 000 odlišných mutácií súčasne. CRISPR dostal pokyn od sprievodcu a opravy, kde má ostrihať gén a upraviť, aby sa zaviedol. Po štyroch dňoch sa tímu podarilo zistiť, ktoré bunky zomreli alebo prežili.

"S prekvapením sme zistili, že niektoré gény, o ktorých sa predpokladá, že sú nevyhnutné pre fungovanie buniek, v skutočnosti nie sú," uviedol Sadhu. "V iných génoch je nevyhnutná iba časť proteínu, zatiaľ čo zvyšok je možné odrezať a bunka tak prežije."

Táto technika by mala umožniť vedcom rýchlo identifikovať najškodlivejšie genetické úpravy od neškodných. "Teraz môžeme upraviť genóm rôznymi spôsobmi, pri súčasnom pozorovaní pozitívnych alebo negatívnych účinkov na bunky," uviedol Kruglyak, ktorý je tiež vyšetrovateľom lekárskeho ústavu Howarda Hughesa.

"Naším hlavným cieľom je pomôcť vedcom zamerať sa na genetického vinníka choroby, viesť lekárov k pevnej diagnóze a umožniť pacientom najúčinnejšiu liečbu." Celú správu si môžete prečítať v časopise Nature Genetics.


Pozri si video: Crispr cas9 gene editing explained (November 2021).