Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali nowy gen
Proponowana metoda łączy poprzedniąbadania z zakresu inżynierii genetycznej i biologii mikroorganizmów. W szczególności naukowcy wykorzystują technologię celowania CRISPR-Cas9, molekuły systemu obronnego bakterii oraz enzymy, których wirusy używają do infekowania bakterii.
Technologia CRISPR-Cas9 wykazała skuteczność wproces edycji genów. Składa się z enzymu tnącego DNA o nazwie Cas9 i krótkiej nici RNA, która kieruje enzym do określonego regionu genomu, mówiąc Cas9, gdzie ma ciąć. Wadą tej metody jest to, że wielokrotne pęknięcia w dwuniciowym DNA powodują mutacje, które mogą prowadzić do skutków ubocznych.
Naukowcy wykorzystali integrazy, czyli enzymybakteriofagi (wirusy) służą do wprowadzania swojego materiału genetycznego do komórek bakteryjnych – w celu stworzenia metody, która nie wymaga częstego łamania DNA.
W swojej pracy naukowcy wykorzystaliintegrazy serynowe, które mogą wstawiać ogromne fragmenty DNA o wielkości do 50 000 par zasad. Enzymy te celują w określone sekwencje w genomie, znane jako miejsca przyłączania, które działają jak „lądowiska”. Kiedy znajdą właściwe miejsce lądowania w genomie żywiciela, wiążą się z nim i integrują swój ładunek z DNA.
Schematyczne przedstawienie metody PASTE. Zdjęcie: Matthew T. N. Yarnall i in., Nature Biotechnology
Metoda, którą naukowcy nazwali PASTE,wykorzystuje enzym Cas9, który wykonuje pojedyncze cięcie w odpowiednim miejscu i wstawia „lądowisko” składające się tylko z 46 par zasad DNA. To wstawienie można przeprowadzić bez rozbijania DNA: najpierw jeden łańcuch cząsteczki jest zmieniany za pomocą skondensowanej odwrotnej transkryptazy, a następnie drugi, komplementarny do niego. Po „przeszczepieniu” małego fragmentu naukowcy uruchamiają integrazę, która wiąże się z nim i naturalnie wstawia długi odcinek DNA.
W serii eksperymentów naukowcy wykazali, że takmoże używać PASTE do wstawiania genów do kilku rodzajów komórek ludzkich, w tym komórek wątroby, limfocytów T i limfoblastów (niedojrzałych krwinek białych). Przetestowali system dostarczania z 13 różnymi genami ładunku, w tym tymi, które mogą być przydatne terapeutycznie, i byli w stanie wstawić je w dziewięć różnych miejsc w genomie. Jednocześnie ilość niechcianych wkładek okazała się znikoma.
Czytaj więcej:
Krowy karmiono konopiami i sprawdzano, co dzieje się z ich mlekiem
Nazwany głównym niebezpieczeństwem misji księżycowej „Artemida”
Stworzył system nawigacji, który jest dokładniejszy niż GPS