Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology haben ein neues Gen entwickelt
Das vorgeschlagene Verfahren kombiniert die vorherigenForschung auf dem Gebiet der Gentechnik und Biologie von Mikroorganismen. Insbesondere verwenden die Forscher die CRISPR-Cas9-Targeting-Technologie, Moleküle des Abwehrsystems von Bakterien und die Enzyme, die Viren verwenden, um Bakterien zu infizieren.
Die CRISPR-Cas9-Technologie hat sich als wirksam erwiesen inGen-Editing-Prozess. Es besteht aus einem DNA-schneidenden Enzym namens Cas9 und einem kurzen RNA-Strang, der das Enzym zu einer bestimmten Region des Genoms leitet und Cas9 mitteilt, wo es schneiden soll. Der Nachteil dieser Methode ist, dass durch mehrfache Brüche in doppelsträngiger DNA Mutationen entstehen, die zu Nebenwirkungen führen können.
Wissenschaftler verwendeten Integrasen, Enzyme, dieBakteriophagen (Viren) werden verwendet, um ihr genetisches Material in Bakterienzellen einzuführen – um eine Methode zu schaffen, die nicht viel DNA-Bruch erfordert.
Bei ihrer Arbeit nutzten die ForscherSerin-Integrasen, die riesige DNA-Fragmente mit einer Größe von bis zu 50.000 Basenpaaren einfügen können. Diese Enzyme zielen auf bestimmte Sequenzen im Genom ab, sogenannte Bindungsstellen, die als „Landeplätze“ fungieren. Wenn sie die richtige Landestelle im Genom des Wirts finden, binden sie daran und integrieren ihre Nutzlast in die DNA.
Schematische Darstellung der PASTE-Methode. Bild: Matthew T. N. Yarnall et al., Nature Biotechnology
Die Methode, die die Forscher PASTE nannten,verwendet das Enzym Cas9, das an der richtigen Stelle einen einzigen Schnitt macht und einen "Landeplatz" einfügt, der aus nur 46 Basenpaaren DNA besteht. Dieser Einbau kann ohne Aufbrechen der DNA erfolgen: Zuerst wird eine Kette des Moleküls mit Hilfe einer fusionierten Reversen Transkriptase verändert, dann die zweite, dazu komplementär. Nach dem „Umpflanzen“ eines kleinen Abschnitts lösen die Wissenschaftler eine Integrase aus, die daran bindet und auf natürliche Weise einen langen DNA-Abschnitt einfügt.
Das haben Wissenschaftler in einer Reihe von Experimenten gezeigtkann PASTE verwenden, um Gene in verschiedene Arten menschlicher Zellen einzufügen, darunter Leberzellen, T-Zellen und Lymphoblasten (unreife weiße Blutkörperchen). Sie testeten das Abgabesystem mit 13 verschiedenen Payload-Genen, einschließlich solcher, die therapeutisch nützlich sein könnten, und konnten sie an neun verschiedenen Stellen im Genom einfügen. Gleichzeitig stellte sich die Anzahl unerwünschter Einfügungen als unbedeutend heraus.
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