MIT fandt ud af, hvordan man sikkert "indsætter" flere gener i DNA på én gang

Forskere fra Massachusetts Institute of Technology har udviklet et nyt gen

redigering, der kan klippedefekte gener og sikkert erstatte dem med nye. Ved hjælp af denne metode erstattede forskerne gener på op til 36.000 basepar af DNA i flere typer af menneskelige celler, såvel som museleverceller. Teknologien vil hjælpe i behandlingen af ​​sygdomme med et stort antal mutationer, for eksempel cystisk fibrose.

Den foreslåede metode kombinerer den foregåendeforskning i genteknologi og biologi af mikroorganismer. Konkret bruger forskerne CRISPR-Cas9 målretningsteknologi, bakteriers forsvarssystemmolekyler og de enzymer, som vira bruger til at inficere bakterier.

CRISPR-Cas9 teknologi har vist effektivitet igenredigeringsproces. Det består af et DNA-skærende enzym kaldet Cas9 og en kort RNA-streng, der leder enzymet til en specifik region af genomet og fortæller Cas9, hvor det skal skæres. Ulempen ved denne metode er, at flere brud i dobbeltstrenget DNA forårsager mutationer, der kan føre til bivirkninger.

Forskere brugte integraser, enzymer derbakteriofager (vira) bruges til at indsætte deres genetiske materiale i bakterieceller - for at skabe en metode, der ikke kræver en masse DNA-brydning. 

I deres arbejde brugte forskerneserin-integraser, som kan indsætte enorme fragmenter af DNA, op til 50.000 basepar i størrelse. Disse enzymer retter sig mod specifikke sekvenser i genomet, kendt som tilknytningssteder, som fungerer som "landingspuder". Når de finder det rigtige landingssted i værtens genom, binder de sig til det og integrerer deres nyttelast i DNA'et.

Skematisk fremstilling af PASTE-metoden. Billede: Matthew T. N. Yarnall et al., Nature Biotechnology

Metoden, som forskerne kaldte PASTE,bruger enzymet Cas9, som laver et enkelt snit på det rigtige sted og indsætter en "landingspude" bestående af kun 46 basepar DNA. Denne indsættelse kan udføres uden at bryde DNA'et: først ændres en kæde af molekylet ved hjælp af en fusioneret revers transkriptase, og derefter den anden, komplementær til den. Efter at have "genplantet" en lille sektion, udløser videnskabsmænd en integrase, der binder sig til den og naturligt indsætter en lang sektion af DNA.

I en række forsøg har videnskabsmænd vist, at dekan bruge PASTE til at indsætte gener i flere typer humane celler, herunder leverceller, T-celler og lymfoblaster (umodne hvide blodlegemer). De testede leveringssystemet med 13 forskellige nyttelastgener, inklusive dem, der kunne være terapeutisk nyttige, og var i stand til at indsætte dem på ni forskellige steder i genomet. Samtidig viste antallet af uønskede indsatser sig at være ubetydeligt.

Læs mere:

Køer blev fodret med hamp og tjekkede, hvad der skete med deres mælk

Udnævnt til den største fare ved månemissionen "Artemis"

Skabt et navigationssystem, der er mere præcist end GPS