211service.com
CRISPR 2.0 yra čia, ir jis yra daug tikslesnis
Vieną dieną jis galėtų būti naudojamas įvairioms paveldimoms ligoms gydyti. 2017 m. spalio 25 d
JAV nacionalinė medicinos biblioteka
Tikriausiai esate girdėję apie molekulinį skalpelį CRISPR-Cas9, kuris gali redaguoti arba ištrinti ištisus genus. Dabar mokslininkai sukūrė tikslesnę DNR redagavimo įrankio versiją, kuri gali pataisyti net mažesnius žmogaus genomo segmentus.
Šiandien paskelbtuose dviejuose tyrimuose vienas in Gamta ir kitas viduje Mokslas MIT ir Harvardo plataus instituto mokslininkai aprašo naują DNR ir RNR redagavimo būdą, vadinamą baziniu redagavimu. Šis metodas vieną dieną galėtų gydyti įvairias paveldimas ligas, iš kurių kai kurios šiuo metu neturi gydymo galimybių.
Žmogaus genome yra šeši milijardai DNR raidžių arba cheminių bazių, žinomų kaip A, C, G ir T. Šios raidės susijungia – A su T ir C su G – sudarydamos dvigubą DNR spiralę. Bazinis redagavimas, kuriame naudojama modifikuota CRISPR versija, gali pakeisti vieną iš šių raidžių vienu metu nepadarant pertraukų DNR struktūroje.
Tai naudinga, nes kartais tik viena bazinė pora ilgoje DNR grandinėje pakeičiama, ištrinama arba įterpiama – tai reiškinys, vadinamas taškine mutacija. Taškinės mutacijos sudaro 32 000 iš 50 000 žmogaus genomo pokyčių, susijusių su ligomis.
Viduje konors Gamta tyrime, mokslininkai, vadovaujami Harvardo chemijos profesoriaus ir Plačiojo instituto nario Davido Liu, sugebėjo pakeisti A į G. Toks pakeitimas pašalintų maždaug pusę iš 32 000 žinomų taškinių mutacijų, kurios sukelia ligas.
Norėdami tai padaryti, jie modifikavo CRISPR, kad jis būtų skirtas tik vienai bazei. Redagavimo įrankis sugebėjo pertvarkyti atomus A, kad jis būtų panašus į G, apgaudinėdamas ląsteles pritvirtinti kitą DNR grandinę, kad užbaigtų perjungimą. Dėl to A-T bazinė pora tapo G-C. Ši technika iš esmės perrašo genetinio kodo klaidas, o ne išpjausto ir pakeičia visas DNR dalis.
Taikant standartinius genomo redagavimo metodus, įskaitant CRISPR-Cas9 naudojimą, DNR pertraukiamos dvigrandos, o tai ypač naudinga, kai siekiama įterpti arba ištrinti DNR bazes, antradienį per konferencinį pokalbį su žurnalistais sakė Liu. Tačiau kai tikslas yra tiesiog ištaisyti taškinę mutaciją, bazinis redagavimas siūlo efektyvesnį ir švaresnį sprendimą.
Liu sakė, kad bazinis redagavimas nėra skirtas pakeisti tradicinį genų redagavimą naudojant CRISPR, o dar viena galimybė pakeisti genomą, bandant ištaisyti ligą. Jei CRISPR yra panašus į žirkles, bazinis redagavimas labiau primena pieštuką, sakė jis.
Anksčiau mokslininkai buvo sukūrę bazinius redaktorius, galinčius atlikti priešingą apsikeitimą – G pakeitimą į A. G pakeitimas A tam tikrose DNR dalyse sudaro apie 15 procentų su liga susijusių taškinių mutacijų. Rugsėjo mėnesį Kinijos mokslininkai pranešė, kad jie panaudojo vieną iš šių redagavimo įrankių embrione, kad pašalintų genetinę mutaciją, sukeliančią anemiją.
Dirbdami ląstelėse, paimtose iš pacientų, Liu ir jo kolegos naudojo bazinį redagavimo įrankį, kad ištaisytų taškinę mutaciją, sukeliančią paveldimą hemochromatozę – sutrikimą, dėl kurio organizmas iš maisto pasisavina per daug geležies. Šis geležies perteklius laikui bėgant gali kauptis ir sukelti kepenų vėžį bei kitas kepenų ligas, diabetą, širdies ligas ar sąnarių ligas.
Liu ir jo komanda taip pat naudojo pagrindinį redaktorių žmogaus ląstelėse, kad sukeltų mutaciją, kuri slopina pjautuvinių ląstelių anemiją. Abiejuose tyrimuose jie beveik neaptiko pašalinių poveikių ar nepageidaujamų DNR įterpimų ar ištrynimų, kurie kelia susirūpinimą tradiciniu būdu naudojant CRISPR redaguoti visus genus.
Naujajame Mokslas Feng Zhang iš Plačiojo instituto ir MIT naudojo panašų bazinio redagavimo metodą, kad nukreiptų į atskiras RNR, DNR cheminės giminės, raides. RNR natūraliai skaidosi organizme, todėl redaguojant RNR neatsirastų nuolatinių žmogaus genomo pokyčių.
Rossas Wilsonas iš Kalifornijos universiteto Berklio Inovatyvios genomikos instituto teigia, kad bazinis redagavimas ilgainiui gali būti geresnis būdas gydyti kai kurias ligas. Jis sako, kad viena bazinė pora yra tarsi žodis teksto pastraipoje. Naudodami įprastą CRISPR technologiją, turėtumėte pakeisti visą pastraipą.
Jis sako, kad norint judėti reikia daug DNR. Naudodami pagrindinį redagavimą galite pakeisti tik vieną žodį.
Liu sako, kad jis tikisi, kad bazinis DNR ir RNR redagavimas galėtų būti naudojamas kaip vienas kitą papildantys metodai įvairiems galimiems gydymo tikslams.
Jo laboratorija tiria bazinius redagavimo būdus, kad ištaisytų kraujo sutrikimus, neurologinius sutrikimus, paveldimą kurtumą ir paveldimą aklumą.