Redesigned CRISPR Gene Editing Tool Is 4,000 Times Less Error-Prone PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Az újratervezett CRISPR génszerkesztő eszköz 4,000-szer kevésbé hibás

Időbélyeg: 28. március 2022. 10:00
CRISPR Superfi Cas9 génszerkesztő DNS

CRISPR A génszerkesztés óriási ígéreteket rejt magában a betegségek széles körének kezelésére öröklött betegségek, de a nem szándékos „célon kívüli” hatások miatti aggodalmak lelassították a bevezetését. Egy újratervezett CRISPR rendszer végre gyakorlati megoldást kínálhat erre a problémára.

A múlt hónapban az Intellia orvosbiológiai vállalat jelentetted ígéretes eredmények apHase egy egy CRISPR-terápia kísérlete, amely egy ritka betegséget kezel, amelyet a máj hibás fehérjéi okoznak. Csaknem egy évtizeddel a génszerkesztő eszköz felfedezése után azonban még mindig csak néhány terápia folyik klinikai vizsgálatokban, és a szabályozó hatóságok eddig még egyiket sem hagyták jóvá.

Ennek egyik fő oka az aggodalom, hogy a technológia hajlamos nagy mennyiségben előállítani nem szándékos változások a genomhoz, ami súlyos mellékhatásokhoz vezethet, beleértve a rákot. Rengeteg erőfeszítés történt az eszköz újratervezésére, hogy pontosabb legyen, de ez jellemzően a szerkesztési sebesség jelentős csökkenését eredményezte.

A CRISPR rendszer felépítésének alapos tanulmányozásával az austini Texasi Egyetem kutatóiból álló csapat most megtalálta a módját a kritikus Cas9 fehérje újratervezésének oly módon, amely csökkenti a hibákat a teljesítmény megőrzése mellett. „Ez valóban változást hozhat a CRISPR Cas rendszerek génszerkesztésben való szélesebb körű alkalmazásában” – írta Kenneth Johnson társszerző. mondta egy sajtóközleményben.

A Cas9 fehérje központi szerepet játszik a CRISPR rendszerben. Az enzim felelős a DNS-szekvenciák megvágásáért, ami lehetővé teszi a hibás gének eltávolítását vagy új genetikai anyag hozzáadásának lehetőségét. Annak érdekében, hogy az enzim a megfelelő helyen vágjon, egy irányító RNS-szel párosul, amelyet úgy terveztek, hogy egy meghatározott, nagyjából 20 betűs genetikai szekvenciához kötődjön.

Ez az irányító folyamat azonban nem mindig teljesen pontos, és néha a Cas9 fehérje rossz szakaszt vág le, ami úgynevezett „célon kívüli” szerkesztésekhez vezet. Attól függően, hogy mely géneket érinti, ennek súlyos mellékhatásai lehetnek az a CRISPR terápia.

Annak érdekében, hogy megértsék, miért szerkeszti a rendszer néha rossz célpontot, a kutatók a krio-elektronmikroszkópiának nevezett élvonalbeli képalkotó technikát alkalmazták, hogy pillanatfelvételeket készítsenek a Cas9 fehérjéről, amint az a nem illeszkedő szekvenciákhoz kapcsolódik.

Azt találták, hogy amikor a vezető RNS nem a megfelelő szekvenciához kötődik, általában nem hozza létre azt a jellegzetes törést, amely lehetővé teszi a Cas9 számára a DNS feldarabolását. De korongoznakomegbizonyosodott arról, hogy a sorrend helyes, kivéve a 18-as betűketth és 20th pozíciókban, a Cas9 fehérjén egy ujjszerű szerkezet stabilizálja a szekvenciát, korrigálja az alakját és lehetővé teszi a vágását.

Ez volt az első alkalom, amikor ezt a stabilizációs folyamatot figyelték meg, és ennek alapján a csapat úgy alakította át a Cas9 fehérjét, hogy az ujjszerű szerkezet többé ne kapcsolódjon a nem megfelelő szekvenciához. Az eredményül kapott fehérje, amelyet a csapat SuperFi-Cas9-nek nevezett el, 4,000-szer kisebb valószínűséggel vágja le a célterületeket, mint az eredeti Cas9.

Nem ez az első kísérlet a Cas9 újratervezésére a nem kívánt szerkesztések elkerülése érdekében, de a korábbi megközelítések jelentősen csökkentették a szerkesztési sebességet. "Biztonságosabbak, mint a természetesen előforduló Cas9, de ennek nagy ára van: rendkívül lassan haladnak" - mondta Jack Bravo, az első szerző.

A SuperFi-Cas9 viszont ugyanolyan gyors, mint az eredeti fehérje. Míg a kutatók eddig csak kémcsövekben tesztelték a DNS-t, már elkezdtek együttműködni más kutatókkal, hogy élő sejtekben is kipróbálják, és az egyetem iparági partnereket keres a technológia kereskedelmi forgalomba hozatalához.

Bár valószínűleg eltelik egy kis idő, mire egy ilyen új technológia bejut a klinikára, a kutatás fontos lépést jelent a biztonságosabb CRISPR-terápiák létrehozásában, amelyekkel számos ember betegségét kezelni lehetne.

A kép forrása: Jack Bravo/Texasi Egyetem, Austin

Időbélyeg:

Még több Singularity Hub