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

ROZHOVOR Helikoptéra v 1987 dostala u nás príkaz strieľať na UFO. Prečo neposlúchla? (ROZHOVOR)

Američania budú na Mesiaci ťažiť vzácny prvok. Prinesie veľký pokrok Zemi

Stála šialené peniaze a prsty v nej má aj Európa. Toto je prehľad o misii Artemis II (+kuriozity)

Vyťažíme z neho energiu zadarmo. Vedci našli konečné riešenie jadrového odpadu

Ľudská posádka odštartovala k Mesiacu, cestou zlomí viacero rekordov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Koniec nadštandardne dlhého voľna: Letné prázdniny na Slovensku sa skracujú, zmena zasiahne tisíce rodín
PREMIUMOsobná spoveď Zuzany: „V 35-ke som dala výpoveď a začala od nuly. Moja cesta viedla cez vyhorenie až na psychiatriu“

Plat od 2 500 do 3 600 eur mesačne na Slovensku: Na týchto pozíciách zarobíš špičkovo, firmy zúfalo hľadajú ľudí
PREMIUMTkáč: „Chceme, aby to ľudia zažili ako v Kalifornii.“ Na Slovensko mieria prvé autá bez vodiča

Vysoká škola odmietla prednášku Martiny Flašíkovej: „Nie sú hodní akademickej pôdy,“ odkázali
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- 40-ročné čakanie sa končí. Akčný film sa ukazuje v plnej paráde, dorazí čoskoro
- Nabitý apríl na Netflixe a ďalších. TOP 14 noviniek, ktoré nechceš prehliadnuť
- PlayStation 6 príde s technológiou, ktorú si pýtame už roky. Vieme, koľko bude stáť
- Hawking mal znova pravdu. Vedci potvrdili jeho odvážnú teóriu o časopriestore
- Trójsky kôň z Číny? Cez legendárnu európsku značku sa k nám valí nová vlna lacných áut
-
- Lenivosť môže výjsť Slovákov draho. Od 15. apríla sa menia zákony o pneumatikách
- 40-ročné čakanie sa končí. Akčný film sa ukazuje v plnej paráde, dorazí čoskoro
- Google spúšťa najväčšiu zmenu v histórii Gmailu. Ľudia ju vítajú, experti varujú pred pohromou
- Žiadne tepelko, ani kotol. Vedci vyvinuli špeciálne panely, ktoré zadarmo vyhrejú dom
- Hawking mal znova pravdu. Vedci potvrdili jeho odvážnú teóriu o časopriestore
-
- Majú zásoby až 810 miliónov m³. Do Európy začne prúdiť nový zdroj plynu, spustia ho rekordne rýchlo
- Lenivosť môže výjsť Slovákov draho. Od 15. apríla sa menia zákony o pneumatikách
- Česi postavili nezastaviteľný stroj s nosnosťou 1700 kg. Nasadí ho americká armáda
- Kia išla proti prúdu a mala pravdu. Do áut odmietla dať nenávidenú novinku, vodiči jej za to ďakujú
- Hawking mal znova pravdu. Vedci potvrdili jeho odvážnú teóriu o časopriestore
Našiel si si toto za stieračom? Daj si pozor, podvodníci skúšajú nebezpečný trik
Schyľuje sa k vojne ďalších dvoch veľmocí? Japonci rozmiestnili rakety s doletom 1000 km
Napätie v slovenskej automobilke vrcholí. Zamestnanci vyhlásili štrajkovú pohotovosť
Výpadok internetu v Iráne trvá už 30 dní, koniec je v nedohľadne
Skončí konečne striedanie letného a zimného času? Európania majú jasnú preferenciu
Slovensko chystá tvrdý zákon proti zneužívaniu umelej inteligencie
Realita v Európe si vyžiadala radikálny krok. Štát naleje do obrany o takmer 10 miliárd eur viac
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Koniec nadštandardne dlhého voľna: Letné prázdniny na Slovensku sa skracujú, zmena zasiahne tisíce rodín
PREMIUMOsobná spoveď Zuzany: „V 35-ke som dala výpoveď a začala od nuly. Moja cesta viedla cez vyhorenie až na psychiatriu“

Plat od 2 500 do 3 600 eur mesačne na Slovensku: Na týchto pozíciách zarobíš špičkovo, firmy zúfalo hľadajú ľudí
PREMIUMTkáč: „Chceme, aby to ľudia zažili ako v Kalifornii.“ Na Slovensko mieria prvé autá bez vodiča

