MIT izdomāja, kā droši "ievietot" DNS vienlaikus vairākus gēnus

Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta zinātnieki ir izstrādājuši jaunu gēnu

rediģēšana, ko var izgrieztbojāti gēni un droši aizstāt tos ar jauniem. Izmantojot šo metodi, pētnieki aizstāja gēnus līdz pat 36 000 bāzes pāru DNS vairāku veidu cilvēka šūnās, kā arī peļu aknu šūnās. Tehnoloģija palīdzēs ārstēt slimības ar lielu skaitu mutāciju, piemēram, cistisko fibrozi.

Piedāvātā metode apvieno iepriekšējopētījumi gēnu inženierijā un mikroorganismu bioloģijā. Konkrēti, pētnieki izmanto CRISPR-Cas9 mērķēšanas tehnoloģiju, baktēriju aizsardzības sistēmas molekulas un fermentus, ko vīrusi izmanto baktēriju inficēšanai.

CRISPR-Cas9 tehnoloģija ir pierādījusi savu efektivitātigēnu rediģēšanas process. Tas sastāv no DNS griešanas enzīma, ko sauc par Cas9, un īsu RNS virkni, kas novirza fermentu uz noteiktu genoma reģionu, norādot Cas9, kur griezt. Šīs metodes trūkums ir tāds, ka vairāki pārtraukumi divpavedienu DNS izraisa mutācijas, kas var izraisīt blakusparādības.

Zinātnieki izmantoja integrāzes, fermentus, kasbakteriofāgi (vīrusi) tiek izmantoti, lai baktēriju šūnās ievietotu savu ģenētisko materiālu – lai izveidotu metodi, kas neprasa lielu DNS sadalīšanu. 

Savā darbā pētnieki izmantojaserīna integrāzes, kas var ievietot milzīgus DNS fragmentus, kuru izmērs ir līdz 50 000 bāzes pāru. Šie fermenti ir vērsti uz specifiskām genoma sekvencēm, kas pazīstamas kā piestiprināšanas vietas, kas darbojas kā "nosēšanās paliktņi". Kad viņi saimnieka genomā atrod pareizo nosēšanās vietu, viņi saistās ar to un integrē savu slodzi DNS.

PASTE metodes shematisks attēlojums. Attēls: Matthew T. N. Yarnall et al., Nature Biotechnology

Metode, ko pētnieki nosauca par PASTE,izmanto enzīmu Cas9, kas veic vienu griezumu pareizajā vietā un ievieto "piezemēšanās paliktni", kas sastāv tikai no 46 bāzu pāriem DNS. Šo ievietošanu var veikt, nesalaužot DNS: vispirms ar sapludinātas reversās transkriptāzes palīdzību tiek mainīta viena molekulas ķēde un pēc tam otra, tai komplementāra. Pēc nelielas sadaļas “pārstādīšanas” zinātnieki iedarbina integrāzi, kas saistās ar to un dabiski ievieto garu DNS daļu.

Vairākos eksperimentos zinātnieki ir pierādījuši, ka viņivar izmantot PASTE, lai ievietotu gēnus vairāku veidu cilvēka šūnās, tostarp aknu šūnās, T šūnās un limfoblastos (nenobriedušās baltās asins šūnas). Viņi pārbaudīja piegādes sistēmu ar 13 dažādiem kravnesības gēniem, ieskaitot tos, kas varētu būt terapeitiski noderīgi, un spēja tos ievietot deviņās dažādās genoma vietās. Tajā pašā laikā nevēlamo ieliktņu skaits izrādījās nenozīmīgs.

Lasīt vairāk:

Govis baroja ar kaņepēm un pārbaudīja, kas noticis ar viņu pienu

Nosaukts par Mēness misijas "Artemis" galvenajām briesmām

Izveidoja navigācijas sistēmu, kas ir precīzāka par GPS