infos.ro

CRISPR: Forma „mai moale” de tehnică de editare a genelor poate fi mai precisă

Autor:, www.newscientist.com

Editarea genelor cu CRISPR poate provoca mutații în afara țintă, dar acest lucru pare să se întâmple mai rar cu o enzimă care taie una dintre firele de ADN în loc de ambele


Viaţă


1 iulie 2022

Ilustrație a complexului de editare a genelor CRISPR-Cas9

CRISPR folosește o enzimă numită Cas9 pentru a tăia ADN-ul în locații precise

O nouă formă a tehnicii de editare a genomului CRISPR ar putea oferi o modalitate mai precisă de a edita mutațiile care cauzează boli genetice. Abordarea, care a fost testată pe muștele de fructe, fixează o mutație genetică pe o copie a unui cromozom prin utilizarea cromozomului echivalent – ​​moștenit de la celălalt părinte – ca șablon.

CRISPR funcționează de obicei cu o proteină numită Cas9, care acționează ca foarfece moleculare pentru a tăia cele două catene ale unei molecule de ADN la locul unei secvențe țintite. Acest lucru poate permite noi secvențe de ADN să fie introduse între tăieturi pentru a înlocui gena mutantă.

Cu toate acestea, această inserție funcționează de obicei pentru mai puțin de 10% din celule iar inserțiile pot avea loc în regiuni incorecte sau în afara țintă ale genomului.

Acum, Ethan Bier și Annabel Guichard de la Universitatea din California, San Diego, și colegii lor au dezvoltat o nouă formă de CRISPR care poate introduce mai eficient secvențe corecte de ADN la locul unei mutații, cu mai puține efecte în afara țintei.

„Am fost uluit”, spune Bier. „În general, cu tehnicile CRISPR existente, trebuie să vă faceți griji că aproximativ 1% din editări sunt greșeli sau nerespectate. Aș spune că, în cazul sistemului nostru, ar fi mai degrabă 1 din 10.000.”

Metoda folosește o variantă a enzimei Cas9 numită nickază, care taie doar o catenă a dublei helix ADN. „Am descoperit că tăierea sau tăierea „înceată” a unui fir de ADN este chiar mai eficient decât a face o rupere curată dublu catenară”, spune Bier.

Cercetătorii au testat abordarea în muștele de fructe care au avut o mutație care le-a transformat ochii în albi în loc de roșii. Ei au descoperit că sistemul nickase a corectat mutația de culoare a ochilor în până la 65% din celule, dând muștelor ochi roșii. CRISPR standard folosind Cas9 a corectat mutația în până la 30% din celule, făcând ca fiecare ochi să aibă o mică pată roșie.

„A fost un moment cu adevărat incredibil. Știam că am găsit ceva absolut uimitor când am văzut asta imediat”, spune Guichard.

Echipa nu a introdus nicio bucată suplimentară de ADN ca șablon pentru celulă pentru a corecta mutația pe cromozom, așa că mașina moleculară trebuie să fi folosit celălalt cromozom – moștenit de la celălalt părinte – ca șablon. Echipa a putut confirma că acesta a fost cazul.

Repararea ADN-ului unui cromozom folosind celălalt cromozom corespunzător nu s-a considerat, în general, posibilă. Dar descoperirile recente sugerează că acest lucru poate apărea ocazional în circumstanțe specifice care nu au fost încă definite.

„Există din ce în ce mai multe dovezi că, atunci când provoacă daune unui cromozom dintr-o celulă de mamifer, atunci asta recrutează cumva celălalt cromozom. Apoi regiunea care este ruptă primește band-aid de la celălalt cromozom”, spune Bier.

„Nu înțelegem cu adevărat care este responsabil pentru a face asta. Unul dintre elementele interesante ale lucrării este că deschide o cale de descoperire a întregului set de componente care sunt responsabile pentru această nouă categorie de reparații.”

Dacă se dovedește că funcționează la oameni, abordarea ar putea repara orice mutații genetice asociate bolii care au o copie sănătoasă pe cromozomul potrivit. Aceasta înseamnă că nu va putea repara mutațiile cromozomului X la băieți, bărbați și femei transgender, cărora le lipsește o a doua copie a acestui cromozom sexual. De asemenea, nu va funcționa pentru persoanele cu exact aceeași mutație legată de boală pe ambii cromozomi de la fiecare părinte.

Referința jurnalului: Progresele științei, DOI: 10.1126/sciadv.abo072

Mai multe despre aceste subiecte:

You might also like