CRISPR ‘pinsett’ flytte gener å endre deres funksjon

0
25

Den CRISPR-Cas9 system er ofte sammenlignet med saks, fordi teknologi kutter ut segmenter av DNA. Forskere ved Stanford University har utviklet en ny CRISPR gen-redigeringsverktøy at det de sier er mer som molecular “pinsett”, og de tror at oppfinnelsen kan en dag bli brukt i behandlingen av sykdommer som kreft.

Den nye teknikken, som kalles CRISPR-genom-organisering, eller CRISPR-GO, tillater forskere å organisere genom i tre dimensjoner—å ta spesifikke genetiske stykker og plassere dem på ulike steder i en celle er kjernen, Stanford team forklart i en studie publisert i Cellen.

I motsetning til den “klippe” – mekanismen av CRISPR-Cas9, CRISPR-GO bruker en programmerbar guide RNA til å levere små deler av DNA til en ny plassering i kjernen. Det omfatter tre deler, forklarte Stanley Qi, studien senior forfatter, i en uttalelse.

Først er den “adressen” av genetisk mål, som en komplementær RNA vil binde seg. Så er det den nye adressen, nemlig en annen del av DNA-hvor chromatin vil bli flyttet. Deretter en katalysator er nødvendig for å styrke denne delen av DNA på sitt nye nettsted.

RELATERT: FierceBiotech er 2018 Voldsom 15 – Bredde Therapeutics

Kjernen har flere avdelinger som spiller forskjellige roller i celle funksjonalitet. For eksempel, “Cajal organer” er amorphic regioner som er beriket i proteiner og RNAs. Ved hjelp av CRISPR-GO, team fant at gener flyttet til denne del av kjernen sluttet å uttrykke proteiner.

“[I]t er første gang at forskere har bevis for å vise Cajal kroppen kan ha en direkte gen-forskriften i kraft, i dette tilfellet repressing genuttrykk,” Qi sa i redegjørelsen. “Det tyder på at Cajal kroppen har noen uventede rolle i å kontrollere transkripsjon.”

Dette kan gjøre CRISPR-GÅ nyttig i onkologi. Qi planer om å flytte en promyelocytic leukemi (PML) kroppen ved kreft-forårsaker gener i kjernen. PML protein, er kjent for sin tumor-undertrykke funksjon, slik at Qi ønsker å se om å trekke pro-tumor gener nærmere det kan dempe tumordannelse.

Qi og hans team er ikke alene om å lete etter nye måter å optimalisere den all-mektige CRISPR teknologi. Bredde Therapeutics, en 2018 Voldsom 15 vinneren co-grunnlagt av CRISPR kulekjøring Zhang Feng og David R. Liu, er å utvikle en base-redigering-plattformen. Heller enn å kutte den genom, strålens CRISPR opererer mer som en blyant, redigere ett nukleotid base uten å avbryte sekvensen.

To separate nyere studier i tidsskriftet Nature Medisin som brukes for modifiserte versjoner av CRISPR-Cas9 å målrette mot genetiske sykdommer i leveren. Et team fra University of Pennsylvania vedtatt en base editor 3-systemet for å bære et enzym som rettet et genetiske sekvensen i fosterets mus. Et annet team ved ETH Zürich lagt til et enzym som kalles cytidine deaminase å CRISPR-Cas9 og konvertert et DNA-fragment som fører til en stoffskiftesykdom kalt phyenylketonuria i voksen mus.

RELATERT: Forskere bruk CRISPR til å behandle genetiske sykdommer i leveren i neonatal og voksne mus

CRISPR-GO kan finne mange bruksområder utover onkologi, Qi ‘ s team mener. Tradisjonell teknologi, gir forskere til å se på den fysiske strukturen av celler og finne ut hvor DNA finnes i cellekjernen. Men hva de ikke viser er hvordan endre en bestemt genetisk element plassering vil påvirke funksjonen. Med CRISPR-GO, forskere kan flytte disse elementene rundt å teste ut ulike hypoteser.

Selv om det er mer arbeid som må gjøres for å perfeksjonere teknologien, Qi mener evnen til å forklare en bestemt plassering-basert virkninger i ulike kjernefysiske lommer vil øke fremtidige studier i helse.

“Vi er veldig spent på om potensialet her, og selv om vi har svart på et par spørsmål, vi har åpnet opp om 20 mer,” Qi sa.