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

Vedci chcú na Mesiac umiestniť bizarnú vec. Vraj našli ideálne podmienky

Kvantová fyzika prenikla do nečakaného odvetvia. Takto vyriešia problém, ktorý roky trápil GPS

Pri Jeruzaleme našli záhadný 50-metrový tunel, ktorý šokoval vedcov. Jeho účel je stále nejasný

Fyzici sa ukrutne mýlili. Konečne našli skutočného sochára celého vesmíru

Virtuálna realita spôsobila zásadné zmeny v mozgu. Experiment dal ľuďom krídla
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

103-ročná Dorothy má viac energie ako štyridsiatnici. Za jej vitalitou stojí 5 jednoduchých návykov
PREMIUMAI mení nábor zamestnancov: Hrozí, že najlepší kandidáti sa na pohovor vôbec nemusia dostať

Gény nie sú všetko, tvoje telo starne podľa toho, kde žiješ. Ľudia na týchto miestach majú vyhraté

Polícia pátra po synovi Lukáša Machalu: 25-ročný Samuel zmizol z nemocnice

Tržby cez 232 miliónov eur: Slovenský GymBeam je najväčšia značka športovej výživy v EÚ. Firma nakupuje roboty aj nemecké fabriky
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Išli sa o neho potrhať. Legendárny predstaviteľ Gladiátora sa vracia v novom historickom veľkofilme
- Slovensko má pod nohami energetický poklad, ale využíva z neho len zlomok. Expert to nazval národnou hanbou
- Prehliadaný akčný film ovládol internet a je z neho hit. Známa služba ho ponúka aj s dabingom
- HBO ešte podobný seriál nemalo. Seriál, ktorý mal zostať mŕtvy, sa konečne ukázal (VIDEO)
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Slovensko má pod nohami energetický poklad, ale využíva z neho len zlomok. Expert to nazval národnou hanbou
- Batériová revolúcia s pečaťou Volkswagenu. Gotion spúšťa výrobu sodíkových článkov s rekordnou hustotou
- Lacný vodík je realitou. Vedci vytvorili technológiu na efektívnu výrobu, fungovala 1 000 hodín
- Poklad z doby bronzovej prišiel z iného sveta, analýza materiálu odhalila zvláštny pôvod
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Poklad z doby bronzovej prišiel z iného sveta, analýza materiálu odhalila zvláštny pôvod
- Stačila jedna noc. Slováci na Netflixe podľahli historickému veľkofilmu
- BYD došla trpezlivosť: Bloger musí zaplatiť státisíce eur za ohováranie
- Je rozhodnuté. Najväčší akčný hit súčasnosti spoznal svoju budúcnosť
Taliansko spúšťa solárny park gigantických rozmerov a šialený výkonom. Energetika v Európe sa zásadne mení k lepšiemu
Rusi opäť provokujú NATO. Úrady v európskom meste zatvorili školy
Dôležitý krok: Kia štartuje výrobu modernizovaného modelu na Slovensku
Európsky štát stavia obrovské batériové úložisko. Pomôže pri návale zelenej energie
Nový zdroj plynu pre Európu je spustený. Poľsko už odoberá surovinu zo severu
Zlá správa pre Slovensko. Minuli sme svoje prírodné zdroje na celý rok
Európa rieši riziko nedostatku paliva. Ohrozené môžu byť spoje na dovolenky
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

103-ročná Dorothy má viac energie ako štyridsiatnici. Za jej vitalitou stojí 5 jednoduchých návykov
PREMIUMAI mení nábor zamestnancov: Hrozí, že najlepší kandidáti sa na pohovor vôbec nemusia dostať

Gény nie sú všetko, tvoje telo starne podľa toho, kde žiješ. Ľudia na týchto miestach majú vyhraté

Polícia pátra po synovi Lukáša Machalu: 25-ročný Samuel zmizol z nemocnice

