Zázrak medicíny prešiel do nového levelu. Na miešanie génov už nepotrebujeme vírusy
O revolučnej technológii CRISPR-Cas9, slúžiacej na úpravu génov, si zrejme už počul. Ľudstvo má v rukách CRISPR len približne jednu dekádu a Nobelovu cenu zabezpečila v roku 2020, takže sa naďalej jedná o veľmi mladú technológiu, ktorá potrebuje dodatočný výskum, experimenty a skúšky.
Značné vylepšenie
Najnovší výskum publikovaný v žurnále Nature Biotechnology posunul editáciu génov CRISPR do nového levelu. Výskumníci totiž obajvili spôsob, ako zlepšiť úpravu nevírusových génov, ako aj nový typ opravy DNA. Na tému upozornil portál NewAtlas.

Presnejšie sa vedcom z univerzity Santa Barbara podarilo zvýšiť efektivitu CRISPR-Cas9 bez použitia vírusového materiálu potrebného na dodanie genetickej šablóny (templátovej DNA) použitej na úpravu cieľovej genetickej sekvencie, uvádza sa v tlačovej správe univerzity.
Na čom je založená metóda CRISPR?
CRISPR je fascinujúca skupina genetických sekvencií, ktoré sa nachádzajú v genómoch prokaryotických organizmov, ako napríklad baktérie a archeóny.
Tieto sekvencie, známe ako CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), tvoria neodmysliteľnú súčasť genómov mnohých živých organizmov, vrátane baktérií. Ich hlavnou funkciou je uchovávať informácie o predošlých vírusových infekciách.

Keď sa organizmus stane obeťou vírusovej infekcie, CRISPR sekvencie zachytia a zapamätajú si malé úseky DNA vírusu. Tieto zapamätané sekvencie sú neskôr využité na identifikáciu a odstránenie vírusovej DNA v prípade, že organizmus znova čelí infekcii.
Túto úlohu zohráva špeciálny proteín nazývaný Cas9, ktorý slúži ako molekulárne „nožnice“ schopné rezať DNA. Pri vírusovej infekcii baktérií sa časť DNA vírusu „odreže“ a vloží sa do vlastnej DNA baktérie v oblasti známej ako CRISPR pole. To znamená, že ak sa baktéria znovu infikuje, dokáže tento vírus rozpoznať a zničiť ho.
V podstate CRISPR-Cas9 metóda využíva prirodzený obranný systém baktérií proti vírusom prostredníctvom rozpoznávania a odstraňovania vírusovej DNA.

Homologicky riadená oprava
Tento „rez“ je tiež príležitosťou na nahradenie oddelených génov podobnými (homologickými), ale vylepšenými génmi s využitím prirodzených opravných mechanizmov bunky. V prípade úspechu má potom bunka výrazne upravené funkcie. Niečo takéto odborníci označujú termínom homologicky riadená oprava.
Treba tiež poznamenať, že najčastejšie sa na dodanie opravnej (templátovej) DNA do jadra používajú vírusy. Výskumníci tvrdia, že hoci sú tieto metódy účinné, takýto „vírusový postup“ je drahý, ťažko škálovateľný a potenciálne toxický pre bunky.
V tomto prípade sa templátová DNA využíva na vloženie špecifických sekvencií do cieľovej DNA. Táto templátová DNA obsahuje požadované sekvencie, ktoré majú nahradiť časti DNA, ktoré boli odstránené pomocou enzýmu Cas9.
Nevírusový systém
Najnovšie sa však výskumníkom z UC Santa Barbara podarilo vyvinúť špeciálny nevírusový aplikačný systém, ktorý zvyšuje účinnosť CRISPR-Cas9 na úpravu génov a tiež výrazne zlepšuje homologicky riadenú opravu. Takéto nevírusové „templáty“ sú potenciálne lacnejšie a škálovateľnejšie.

Taktiež sa ukázalo, že zavedenie ICL (Interstrand crosslinks) mnohonásobne zvyšuje efektivitu homologicky riadenej opravy. ICL sú v podstate vysoko toxické lézie DNA, ktoré bránia rozpletaniu vlákien DNA a blokujú pohyb replikačného aparátu a enzýmov zapojených do transkripcie (proces, pri ktorom sa genetická informácia obsiahnutá v DNA prepisuje do poradia nukleotidov v RNA). To vedie k poruche správneho fungovania bunky.
Tento princíp sa využíva napríklad pri chemoterapii, na prerušenie rastu nádorových buniek.
Ukázalo sa však, že pridanie ICL k homologicky riadenej oprave stimuluje prirodzené opravné mechanizmy bunky, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť úspechu úpravy.
„V podstate sme urobili to, že sme vzali templátovú DNA a poškodili ju,“ uvádzajú vedci. „V skutočnosti sme ju poškodili tým najvážnejším spôsobom, aký si dokážem predstaviť.“
Bunka však namiesto toho, aby túto úpravu považovala za odpad, ktorý je potrebný vyhodiť, ju vložila do svojho genómu. Vedci veria, že ich metóda nájde svoje uplatnene v oblasti výskumu chorôb a predklinických prácach.
„Môžeme efektívnejšie poraziť gény a vložiť určité veci do genómov, aby sme mohli študovať systémy mimo ľudského teľa v laboratórnom prostredí,“ uvádzajú vedci.
Štúdia tiež prispeje k efektívnejšiemu vytváraniu modelov rôznych chorôb a a tiež k testom hypotéz o tom, ako tieto choroby fungujú.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Malo by dojazd 8 000 km. Američania vymysleli auto s jadrovým pohonom, skončilo to fiaskom

Majú voňať, namiesto toho ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome

Mach 20 už nie je sci‑fi. Nový americký test má ukázal budúcnosť hypersoniky

Lieky z vesmíru sú realitou. Inovatívna firma presúva na orbitu to najdôležitejšie

Nová prekážka v kolonizácii vesmíru: našli sa vážne zmeny v ľudskom mozgu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

97,94 % kuracích pŕs v reťazcoch na Slovensku vykazuje známky choroby. Hydinári výsledky spochybňujú
PREMIUMAmerický dolár môže skolabovať. Ekonóm Peterka vysvetľuje, čo by to urobilo s Európou

Mladík čelil útoku medveďa, aby zachránil otca. Po tragédii našli v brlohu mláďatá

Slovensko opustil rómsky kráľ Róbert Botoš: Zomrel posledný oficiálne korunovaný monarcha z Košíc

Razia CÉZAR: Elitné komando pod Tatrami rozbilo obchod s anabolikami, zadržali osoby
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Rusi ju nevedeli nájsť 60 rokov, AI to zvládla hneď. Stará záhada Mesiaca má konečne riešenie
- Vodiči ho okamžite vypínali. Najotravnejší systém v autách končí, Európa je otázkou času
- Vybabral s Rusmi a tí sa nestihli čudovať. Vojak unikol z obkľúčenia ako zo sci-fi filmu
- Mach 20 už nie je sci‑fi. Nový americký test má ukázal budúcnosť hypersoniky
- Sledovanie TV bude drahšie. Známa služba zdražuje, je tu posledná šanca ušetriť
-
- Vodiči ho okamžite vypínali. Najotravnejší systém v autách končí, Európa je otázkou času
- Rusi ju nevedeli nájsť 60 rokov, AI to zvládla hneď. Stará záhada Mesiaca má konečne riešenie
- Známa firma vyvinula prvý spaľovací motor s palivom budúcnosti. Trvalo im to 3 roky a minuli 120 miliónov eur
- Nový partner Európy odhalill zákernú laserovú zbraň. Drony proti nej nemajú šancu
- Postsovietsky štát zbohatne. Pod zemou našli 20 miliónov ton vzácnych surovín
-
- Svet nastavil zrkadlo slovenskej vláde. Stačí jediná vec a Slováci začnú kupovať elektromobily
- Vodiči ho okamžite vypínali. Najotravnejší systém v autách končí, Európa je otázkou času
- Rusi ju nevedeli nájsť 60 rokov, AI to zvládla hneď. Stará záhada Mesiaca má konečne riešenie
- Postsovietsky štát zbohatne. Pod zemou našli 20 miliónov ton vzácnych surovín
- Musk odpojil Rusov, tí sa vynašli. Majú však taktickú nevýhodu, ktorú Ukrajina trestá
Kuba prechádza na elektromobily, dôvodom je paradoxne blokáda od USA
Ľudia riskujú životy. Experti hlásia 6 požiarov denne kvôli chybe s batériami
Slovensko má plán pre elektromobily. Energetici už vedia, kedy nastane kritický bod pre našu sieť
AKTUÁLNE: Veľký operátor hlási výpadok služieb. Slovákom nefunguje internet ani TV
Mercedes hlási drsný pád zisku. Legendárna automobilka narazila na stenu
Európska únia čelí kríze. Okamžite musí vyriešiť problém s energiami
Rusko zakázalo ľuďom ďalšiu populárnu aplikáciu. Zablokovalo ju na svojom území
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

97,94 % kuracích pŕs v reťazcoch na Slovensku vykazuje známky choroby. Hydinári výsledky spochybňujú
PREMIUMAmerický dolár môže skolabovať. Ekonóm Peterka vysvetľuje, čo by to urobilo s Európou

Mladík čelil útoku medveďa, aby zachránil otca. Po tragédii našli v brlohu mláďatá

Slovensko opustil rómsky kráľ Róbert Botoš: Zomrel posledný oficiálne korunovaný monarcha z Košíc

