211service.com
Inżynierowie genomu dokonali ponad 13 000 edycji CRISPR w jednej komórce
Wolfgang Kumm | Obrazy AP
Od momentu wynalezienia CRISPR umożliwia naukowcom wprowadzanie zmian DNA w określonych miejscach genomu. Często te precyzyjne zmiany są wprowadzane pojedynczo.
Może już niedługo. Zespół z Uniwersytetu Harvarda twierdzi, że wykorzystał tę technikę do dokonania 13 200 zmian genetycznych w pojedynczej komórce, co jest rekordem dla technologii edycji genów.
Grupa, kierowana przez technologa genów George'a Churcha, chce przepisać genomy na znacznie większą skalę niż jest to obecnie możliwe, co, jak twierdzi, może ostatecznie doprowadzić do radykalnego przeprojektowania gatunków – nawet ludzi.
Tego rodzaju edycję genów na dużą skalę próbowano już wcześniej. W 2017 roku australijski zespół kierowany przez Paula Thomasa wprowadził poprawki do chromosomu Y myszy i odniósł sukces w wysadzaniu go z istnienia . Ta strategia jest postrzegana jako potencjalna metoda leczenia zespołu Downa, choroby genetycznej spowodowanej dodatkowym chromosomem.
Aby ustanowić nowy rekord edycji genów, członkowie zespołu Oscar Castanon i Cory Smith skierowali CRISPR na rodzaj sekwencji DNA o nazwie LINE-1, tajemniczy, powtarzalny element znaleziony w całym ludzkim genomie. Szacuje się, że te elementy genetyczne, które potrafią się kopiować, stanowią około 17% naszego genomu.
Ponieważ CRISPR rozcina podwójną helisę, wprowadzenie zbyt wielu zmian naraz zabije komórkę. To niebezpieczeństwo ograniczyło wcześniejsze próby edycji na dużą skalę. Geoff Faulkner z University of Queensland w Australii mówi, że w 2016 roku próbował wybić elementy LINE w 500 embrionach myszy, mając nadzieję, że wpłynie to na zachowanie myszy. Ale żadna taka mysz nie przetrwała do rozmnażania.
Aby uniknąć tego problemu, zespół z Harvardu zaadaptował odmianę CRISPR zwaną edytorem baz, który unika cięcia DNA i zamiast tego zastępuje jedną literę genetyczną inną – powiedzmy, zamieniając C w T.
Zgodnie z ich papier , opublikowanym w marcu na stronie preprintów BioRxiv, zespół był w stanie wprowadzić ponad 13 000 zmian naraz w niektórych komórkach bez ich niszczenia.
Znaleźli sposób na przeprowadzenie eksperymentu bez powodowania dużej niestabilności całego genomu, mówi Faulkner.
Inni naukowcy byli pod mniejszym wrażeniem, twierdząc, że praca nie jest krokiem umożliwiającym edycję genomu na dużą skalę, jak się reklamuje. Gaetan Burgio z Australian National University nazwał pomysł, że ta technika doprowadzi do radykalnego przeprojektowania gatunków jako przesadzona.
Church postrzega jednak edycję na dużą skalę jako sposób na oczyszczenie genomów poprzez usunięcie zawartych w nich śmieci genetycznych. Na przykład w 2015 roku laboratorium zaskoczona wszystkie 62 kopie retrowirusa, który czai się w genomach świń. Takie wirusy mogą się reaktywować, więc tworzenie świń bez nich jest bezpiecznym krokiem w kierunku przeszczepów organów od świni do człowieka.
Firma wydzielona z laboratorium, eGenesis, już tworzy świnie z dziesiątkami edycji, aby ich narządy mogły być tolerowane przez biorców przeszczepów.
Church twierdzi, że jego ostatecznym celem jest stworzenie zasobów ludzkich narządów lub tkanek, których genomy są zrewidowane tak, aby były odporne na wszystkie wirusy. Według zespołu ten proces, zwany rekodowaniem, obejmowałby około 9811 precyzyjnych modyfikacji genetycznych. Church twierdzi, że laboratorium rozpoczęło proces przekodowywania zasobów własnych komórek w laboratorium. Te mają być bezpieczne… i uniwersalne komórki macierzyste – mówi.