Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης ανέπτυξαν ένα νέο γονίδιο
Η προτεινόμενη μέθοδος συνδυάζει την προηγούμενηέρευνα στη γενετική μηχανική και τη βιολογία των μικροοργανισμών. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές χρησιμοποιούν την τεχνολογία στόχευσης CRISPR-Cas9, τα μόρια του αμυντικού συστήματος των βακτηρίων και τα ένζυμα που χρησιμοποιούν οι ιοί για να μολύνουν βακτήρια.
Η τεχνολογία CRISPR-Cas9 έχει δείξει αποτελεσματικότητα σεδιαδικασία γονιδιακής επεξεργασίας. Αποτελείται από ένα ένζυμο κοπής DNA που ονομάζεται Cas9 και μια μικρή αλυσίδα RNA που κατευθύνει το ένζυμο σε μια συγκεκριμένη περιοχή του γονιδιώματος, λέγοντας στον Cas9 πού να κόψει. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι πολλαπλές διακοπές στο δίκλωνο DNA προκαλούν μεταλλάξεις που μπορεί να οδηγήσουν σε παρενέργειες.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ιντεγκράσες, ένζυμα πουΟι βακτηριοφάγοι (ιοί) χρησιμοποιούνται για την εισαγωγή του γενετικού τους υλικού σε βακτηριακά κύτταρα - για τη δημιουργία μιας μεθόδου που δεν απαιτεί πολύ σπάσιμο του DNA.
Στην εργασία τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησανιντεγκράσες σερίνης, οι οποίες μπορούν να εισάγουν τεράστια θραύσματα DNA, μεγέθους έως και 50.000 ζευγών βάσεων. Αυτά τα ένζυμα στοχεύουν συγκεκριμένες αλληλουχίες στο γονιδίωμα, γνωστές ως θέσεις προσκόλλησης, οι οποίες λειτουργούν ως «επιφάνειες προσγείωσης». Όταν βρίσκουν τη σωστή θέση προσγείωσης στο γονιδίωμα του ξενιστή, συνδέονται με αυτό και ενσωματώνουν το ωφέλιμο φορτίο τους στο DNA.
Σχηματική αναπαράσταση της μεθόδου PASTE. Εικόνα: Matthew T. N. Yarnall et al., Nature Biotechnology
Η μέθοδος, την οποία οι ερευνητές ονόμασαν PASTE,χρησιμοποιεί το ένζυμο Cas9, το οποίο κάνει μία μόνο τομή στη σωστή θέση και εισάγει ένα «επιφάνεια προσγείωσης» που αποτελείται από μόνο 46 ζεύγη βάσεων DNA. Αυτή η εισαγωγή μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς να σπάσει το DNA: πρώτα, μια αλυσίδα του μορίου αλλάζει με τη βοήθεια μιας συγχωνευμένης αντίστροφης μεταγραφάσης και, στη συνέχεια, η δεύτερη, συμπληρωματική σε αυτήν. Μετά την «επαναφύτευση» ενός μικρού τμήματος, οι επιστήμονες ενεργοποιούν μια ιντεγκράση που συνδέεται με αυτό και εισάγει φυσικά ένα μακρύ τμήμα DNA.
Σε μια σειρά πειραμάτων, οι επιστήμονες απέδειξαν ότιμπορεί να χρησιμοποιήσει το PASTE για να εισάγει γονίδια σε διάφορους τύπους ανθρώπινων κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των ηπατικών κυττάρων, των Τ κυττάρων και των λεμφοβλαστών (ανώριμα λευκά αιμοσφαίρια). Έλεγξαν το σύστημα χορήγησης με 13 διαφορετικά γονίδια ωφέλιμου φορτίου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που θα μπορούσαν να είναι θεραπευτικά χρήσιμα, και μπόρεσαν να τα εισαγάγουν σε εννέα διαφορετικές θέσεις στο γονιδίωμα. Ταυτόχρονα, ο αριθμός των ανεπιθύμητων ενθεμάτων αποδείχθηκε ασήμαντος.
Διαβάστε περισσότερα:
Οι αγελάδες τρέφονταν με κάνναβη και έλεγξαν τι συνέβη στο γάλα τους
Ονόμασε τον κύριο κίνδυνο της σεληνιακής αποστολής "Άρτεμις"
Δημιούργησε ένα σύστημα πλοήγησης που είναι πιο ακριβές από το GPS