Alat Pengeditan Gen CRISPR yang Didesain Ulang Adalah Intelijen Data PlatoBlockchain yang Rawan Kesalahan 4,000 Kali Lebih Sedikit. Pencarian Vertikal. ai.

Alat Pengeditan Gen CRISPR yang Didesain Ulang 4,000 Kali Lebih Sedikit Rawan Kesalahan

Stempel Waktu: 28 Maret 2022 10
DNA pengeditan gen CRISPR Superfi Cas9

CRISPR pengeditan gen sangat menjanjikan untuk mengatasi berbagai macam penyakit bawaan, tetapi kekhawatiran tentang efek "di luar target" yang tidak diinginkan telah memperlambat peluncurannya. Sistem CRISPR yang didesain ulang akhirnya dapat memiliki solusi praktis untuk masalah ini.

Bulan lalu, perusahaan biomedis Intellia melaporkand hasil yang menjanjikan dari aphase satu percobaan terapi CRISPR yang mengobati penyakit langka yang disebabkan oleh protein yang salah bentuk di hati. Tetapi hampir satu dekade setelah penemuan alat pengedit gen, masih ada beberapa terapi dalam uji klinis, dan sejauh ini tidak ada yang disetujui oleh regulator.

Salah satu alasan utama untuk itu adalah kekhawatiran seputar kecenderungan teknologi untuk membuat sejumlah besar perubahan yang tidak disengaja genom yang dapat menyebabkan efek samping yang serius, termasuk kanker. Ada banyak upaya untuk mendesain ulang alat agar lebih akurat, tetapi biasanya hal ini mengakibatkan penurunan substansial dalam kecepatan pengeditan.

Dengan hati-hati mempelajari struktur sistem CRISPR, tim peneliti dari University of Texas di Austin kini telah menemukan cara untuk mendesain ulang protein Cas9 kritis dengan cara yang mengurangi kesalahan sambil mempertahankan kinerja. “Ini benar-benar bisa menjadi pengubah permainan dalam hal aplikasi yang lebih luas dari sistem CRISPR Cas dalam pengeditan gen,” co-penulis senior Kenneth Johnson mengatakan dalam siaran pers.

Protein Cas9 memainkan peran sentral dalam sistem CRISPR. Enzim bertanggung jawab untuk memotong urutan DNA, yang memungkinkan untuk menghilangkan gen yang salah atau membuat ruang untuk menambahkan materi genetik baru. Untuk memastikan enzim membuat pemotongan di tempat yang tepat, itu dipasangkan dengan sepotong RNA pemandu yang dirancang untuk mengikat urutan genetik tertentu yang panjangnya kira-kira 20 huruf.

Namun, proses panduan ini tidak selalu sepenuhnya akurat, dan terkadang protein Cas9 memotong bagian yang salah, yang mengarah ke apa yang disebut pengeditan "tidak sesuai target". Tergantung pada gen apa yang terpengaruh, ini berpotensi memiliki efek samping yang serius bagi pasien yang diobati dengan a terapi CRISPR.

Jadi untuk memahami mengapa sistem terkadang mengedit target yang salah, para peneliti menggunakan teknik pencitraan mutakhir yang disebut mikroskop cryo-electron untuk mengambil snapshot dari protein Cas9 saat mengunci ke urutan yang tidak cocok.

Mereka menemukan bahwa ketika panduan RNA mengikat urutan yang salah, biasanya gagal untuk menciptakan ketegaran karakteristik yang memungkinkan Cas9 untuk mengiris DNA. Tapi mereka diskomembuktikan bahwa ketika urutannya benar selain huruf di 18th dan 20th posisi, struktur seperti jari pada protein Cas9 menstabilkan urutan, mengoreksi bentuknya dan memungkinkan untuk dipotong.

Ini adalah pertama kalinya proses stabilisasi ini diamati, dan berdasarkan wawasan ini, tim mendesain ulang protein Cas9 sehingga struktur seperti jari tidak lagi terhubung ke urutan yang tidak cocok. Protein yang dihasilkan, yang diberi nama SuperFi-Cas9 oleh tim, ditemukan 4,000 kali lebih kecil kemungkinannya untuk memotong situs target daripada Cas9 asli.

Ini bukan upaya pertama untuk mendesain ulang Cas9 untuk menghindari pengeditan yang tidak diinginkan, tetapi pendekatan sebelumnya telah menyebabkan pengurangan yang signifikan dalam kecepatan pengeditan. “Mereka lebih aman daripada Cas9 yang terjadi secara alami, tetapi harganya mahal: Mereka berjalan sangat lambat,” kata co-penulis pertama Jack Bravo.

SuperFi-Cas9, di sisi lain, sama cepatnya dengan protein aslinya. Sementara para peneliti sejauh ini hanya mengujinya pada DNA dalam tabung reaksi, mereka sudah mulai berkolaborasi dengan peneliti lain untuk mencobanya dalam sel hidup, dan universitas sedang mencari mitra industri untuk membantu mengkomersialkan teknologi.

Meskipun mungkin perlu waktu sebelum teknologi baru seperti itu bekerja di klinik, penelitian ini merupakan langkah penting untuk menciptakan terapi CRISPR yang lebih aman yang dapat mengobati berbagai penyakit pada manusia.

Kredit Gambar: Jack Bravo/University of Texas di Austin

Stempel Waktu:

Lebih dari Hub Singularity