En CRISPR alternativ för redigering av gener utan att skära

0
9

En välkänd utmaning för forskare som vill använda CRISPR-Cas9 gen redigering teknik för att möta en rad olika sjukdomar är att det kräver att klippa DNA, vilket kan leda till fel. Forskare vid Columbia University ‘ s Vagelos College of Physicians and Surgeons nu föreslår en alternativ gen-redigering system—en som undviker att ta upp behovet av DNA-styckning helt och hållet.

Forskarna använder en “hoppande gen” eller transposon, från en bakterie som heter Vibrio cholerae. Den transposon är i stånd att sätta sig in i olika regioner i arvsmassan och kan programmeras för att utföra någon DNA-sekvens till en webbplats. Därför sin teknik, som de kallade INTEGRERA, fungerar mindre som molekylär sax och mer som molekylär lim förklarade de i tidskriften Nature.

“Snarare än att införa DNA raster och förlita sig på cellen för att reparera paus, INTEGRERA direkt infogar en användardefinierad DNA-sekvens på en exakt plats i genomet, en förmåga som molekylärbiologer har försökt i årtionden,” sade ledande författare Sam Sternberg, Ph D., biträdande professor i biokemi och molekylär biofysik vid Columbia, i ett uttalande. Sternberg nyligen gick Columbia efter en tid arbeta i labbet av CRISPR pionjär Jennifer Doudna vid University of California, Berkeley.

Eftersom CRISPR är en process som sker naturligt i bakterier, Sternberg ‘ s team bestämde sig för att söka efter alternativa gen redigering system i V. cholerae. De upptäckte att de hoppande gen använder ett enzym som att klämma sig in i genomet, snarare än att minska DNA. De skapade sedan en gen-redigering system som kombinerar att integration förmåga att med ett DNA-nyttolast och en guide RNA att hjälpa verktyg för att hitta rätt plats att sätta redigera.

Från det, de sekvenserade den förändrade bakterier för att bekräfta ändringarna var gjorda på rätt sätt och att det inte fanns några kopior av insatt DNA last vid oavsiktliga webbplatser.

RELATERAT: Fred Hutchinson team använder guld nanopartiklar för att förbättra CRISPR gen redigering

Trots den uppmärksammade frågor om CRISPR, entusiasm för teknik har inte avtagit. I själva verket, precis som förra veckan, Vertex Pharmaceuticals gått med på att betala $420 miljoner euro för att förvärva Exonics och att utöka sitt samarbete med CRISPR Therapeutics. Affären sätter igång en plan för att använda CRISPR att behandla Duchennes muskeldystrofi och myotonic dystrofi typ 1.

Ändå, akademiska laboratorier runt om i världen bedriver flera projekt som syftar till att göra genen redigering säkrare. I Maj, ett team vid Fred Hutchinson Cancer Research Center beskrivs en metod som utvecklades det till att använda guld nanopartiklar för att bära CRISPR komponenter i celler och att använda Cas12a enzym för att göra renare nedskärningar som Cas9 vanligtvis gör. En UC Berkeley biprodukt, GenEdit, är också att utveckla en guld-baserad CRISPR system.

Andra nyligen föreslagna idéer för att förbättra CRISPR inkluderar fästa en hårnål-liknande guide till RNA för att förbättra noggrannheten av DNA nedskärningar och lägga till en on-off switch för att Cas9 enzymer för att se till att de inte kan göra redigeringar någon annan än den riktade webbplatser.

Nästa steg för Sternberg ‘ s team vid Columbia är att testa INTEGRERA teknik i däggdjursceller. De tror att tekniken så småningom skulle kunna användas till en mängd olika produkter, till exempel genterapi och modifierade grödor.