CRISPR ‘pincett” flytta gener för att ändra deras funktion

0
15

Den CRISPR-Cas9 system jämförs ofta med sax, eftersom den teknik som skär ut DNA-segment. Forskare vid Stanford University har utformat en ny CRISPR gen-redigeringsverktyg som att de säger är mer som molekylär “pincett,” och de tror att uppfinningen kan i framtiden användas för att behandla sjukdomar som cancer.

Den nya tekniken, som kallas CRISPR-genome organisation, eller CRISPR-GÅ, ger forskare möjlighet att ändra arvsmassan i tre dimensioner—med specifika genetiska bitar och placera dem på olika platser i cellens kärna, Stanford team förklarade i en studie publicerad i Cell.

Till skillnad från den “skär” – mekanism av CRISPR-Cas9, CRISPR-GO använder en programmerbar guide RNA att leverera små delar av DNA till en ny plats i kärnan. Det omfattar tre delar, förklarade Stanley Qi, studiens ledande författare, i ett uttalande.

Det första är “adressen” av den genetiska mål, som en komplementär RNA kommer att binda. Då är det ny adress, nämligen i en annan del av DNA där det kromatin kommer att flyttas. Sedan en katalysator som behövs för att stelna denna bit av DNA på sin nya webbplats.

RELATERAT: FierceBiotech s 2018 Hård 15 – Beam Therapeutics

Kärnan har flera avdelningar som spelar olika roller i cellernas funktionalitet. Till exempel, “Cajal organ” är amorft (sot regioner som är berikad på proteiner och Rna. Med hjälp av CRISPR-GO, team fann att gener som flyttade till denna del av kärnan slutat att uttrycka proteiner.

“[I]t är första gången som forskare har bevis för att det Cajal kroppen kan ha en direkt gen-förordning effekt, i detta fall förtränga genuttryck,” Qi sade i ett uttalande. “Det tyder på att Cajal kroppen har vissa oväntade roll i att styra transkription.”

Detta kan göra att CRISPR-GÅ användbar i onkologi. Qi planer på att flytta en promyeloisk leukemi (PML) kropp bredvid cancerframkallande gener i cellkärnan. PML protein är känd för sin tumör-återhållande funktion, så Qi vill se om dra pro-tumör gener närmare det kan bromsa tumörens bildning.

Qi och hans team är inte ensam i att söka nya vägar för att optimera den allsmäktiga CRISPR teknik. Beam Therapeutics, en 2018 Hård 15 vinnare co-grundades av CRISPR puckelpist Feng Zhang och David R. Liu, är att utveckla en bas för redigering plattform. I stället för att skära genomet, Balk är CRISPR fungerar mer som en penna, redigering av en nukleotid bas utan att störa den sekvens.

Två separata senare studier i tidskriften Nature Medicine används modifierade versioner av CRISPR-Cas9 att rikta genetiska leversjukdomar. Ett team från University of Pennsylvania antog en bas editor 3-systemet för att utföra ett enzym som korrigerade en genetisk sekvens i fostrets möss. Ett annat lag vid ETH Zürich lagt till ett enzym som kallas cytidin deaminase att CRISPR-Cas9 och lyckats omvandla en DNA-fragment som orsakar en metabolisk sjukdom som kallas phyenylketonuria på vuxna möss.

RELATERAT: Forskarna använder sig av CRISPR att behandla genetiska levern sjukdomar i neonatal och vuxna möss

CRISPR-GO kan hitta många användningsområden än onkologi, Qi ‘ s team anser. Traditionell teknik möjliggör för forskare att titta på den fysiska strukturen i cellerna och bestämma där DNA finns i cellkärnan. Men vad de inte visar är hur förändras en specifik genetisk faktor läge kommer att påverka dess funktion. Med CRISPR-GÅ, forskare kan flytta dessa delar runt för att testa olika hypoteser.

Även om det finns mer arbete att göra för att fullända tekniken, Qi anser förmåga att förklara specifika plats-baserade effekter i olika kärntekniska fack kommer att öka kommande studier på människors hälsa.

“Vi är mycket entusiastiska över de möjligheter här, och när vi har svarat på ett par frågor, vi har öppnat upp ca 20 mer,” Qi sade.