211service.com
CRISPR 2.0 jest tutaj i jest o wiele bardziej precyzyjny
Może pewnego dnia być stosowany w leczeniu szeregu chorób dziedzicznych. 25 października 2017 r.
Narodowa Biblioteka Medyczna USA
Prawdopodobnie słyszałeś o skalpelu molekularnym CRISPR-Cas9, który może edytować lub usuwać całe geny. Teraz naukowcy opracowali bardziej precyzyjną wersję narzędzia do edycji DNA, które może naprawić nawet mniejsze segmenty genomu danej osoby.
W dwóch opublikowanych dzisiaj badaniach, jeden w Natura oraz inny w Nauka , naukowcy z Broad Institute of MIT i Harvard opisują nowy sposób edycji DNA i RNA, zwany edycją zasad. Podejście to może pewnego dnia wyleczyć szereg chorób dziedzicznych, z których niektóre nie mają obecnie możliwości leczenia.
Ludzki genom zawiera sześć miliardów liter DNA lub zasad chemicznych znanych jako A, C, G i T. Litery te łączą się w pary – A z T i C z G – tworząc podwójną helisę DNA. Edycja bazowa, która wykorzystuje zmodyfikowaną wersję CRISPR, jest w stanie zmienić jedną z tych liter na raz bez robienia przerw w strukturze DNA.
Jest to przydatne, ponieważ czasami tylko jedna para zasad w długiej nici DNA zostaje zamieniona, usunięta lub wstawiona – zjawisko zwane mutacją punktową. Mutacje punktowe stanowią 32 000 z 50 000 zmian w ludzkim genomie, o których wiadomo, że są związane z chorobami.
w Natura Naukowcy kierowani przez Davida Liu, profesora chemii z Harvardu i członka Broad Institute, byli w stanie zmienić A na G. Taka zmiana dotyczyłaby około połowy z 32 000 znanych mutacji punktowych powodujących chorobę.
Aby to zrobić, zmodyfikowali CRISPR tak, aby celował tylko w jedną bazę. Narzędzie do edycji było w stanie zmienić kolejność atomów w A tak, że zamiast tego przypominało G, nakłaniając komórki do naprawy drugiej nici DNA w celu dokończenia zamiany. W rezultacie para zasad AT stała się parą G-C. Technika zasadniczo przepisuje błędy w kodzie genetycznym zamiast wycinania i zastępowania całych fragmentów DNA.
Standardowe metody edycji genomu, w tym użycie CRISPR-Cas9, powodują dwuniciowe przerwy w DNA, co jest szczególnie przydatne, gdy celem jest wstawienie lub usunięcie zasad DNA, powiedział Liu podczas telekonferencji z dziennikarzami we wtorek. Ale gdy celem jest po prostu naprawienie mutacji punktowej, edycja bazy oferuje bardziej wydajne i czystsze rozwiązanie.
Liu powiedział, że edycja zasad nie ma na celu zastąpienia tradycyjnej edycji genów za pomocą CRISPR, ale raczej kolejną opcję zmiany genomu w celu naprawienia choroby. Powiedział, że jeśli CRISPR jest podobny do nożyczek, to edytowanie baz jest bardziej jak ołówek.
Wcześniej naukowcy stworzyli edytory baz, które potrafiły dokonać odwrotnego rodzaju zamiany — zamianę G na A. Podstawienia G na A w niektórych częściach DNA stanowią około 15% mutacji punktowych związanych z chorobą. We wrześniu chińscy naukowcy poinformowali, że użyli jednego z tych narzędzi do edycji w zarodku, aby usunąć mutację genetyczną, która powoduje anemię.
Pracując na komórkach pobranych od pacjentów, Liu i jego koledzy wykorzystali swoje narzędzie do edycji baz, aby skorygować mutację punktową, która powoduje dziedziczną hemochromatozę, zaburzenie, które powoduje, że organizm wchłania zbyt dużo żelaza z pożywienia. Nadmiar żelaza może z czasem narastać i powodować raka wątroby i inne choroby wątroby, cukrzycę, choroby serca lub choroby stawów.
Liu i jego zespół użyli również edytora baz w ludzkich komórkach, aby wywołać mutację, która hamuje anemię sierpowatą. W obu badaniach nie wykryli praktycznie żadnych efektów niezgodnych z celem lub niechcianych insercji lub delecji DNA, które stanowią problem w tradycyjnym sposobie używania CRISPR do edycji całych genów.
W nowym Nauka Feng Zhang z Broad Institute i MIT zastosował podobną metodę edycji bazy, aby celować w poszczególne litery w RNA, chemicznym kuzynie DNA. RNA naturalnie ulega degradacji w organizmie, więc edytowanie RNA nie spowoduje trwałej zmiany genomu osoby.
Ross Wilson z Innovative Genomics Institute na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley twierdzi, że edytowanie zasad może ostatecznie okazać się lepszym sposobem leczenia niektórych chorób. Mówi, że pojedyncza para zasad jest jak słowo w akapicie tekstu. Przy konwencjonalnej technologii CRISPR musiałbyś wymienić cały akapit.
Mówi, że to dużo DNA do poruszania się. Dzięki edycji podstawowej możesz po prostu zmienić pojedyncze słowo.
Liu mówi, że ma nadzieję, że edycja zasad DNA i RNA może zostać wykorzystana jako komplementarne podejścia do szerokiego zestawu potencjalnych zastosowań terapeutycznych.
Jego laboratorium bada podstawy edycji, aby naprawić zaburzenia krwi, zaburzenia neurologiczne, dziedziczną głuchotę i dziedziczną ślepotę.