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

Fúzny reaktor si môžeš postaviť aj doma. Čo potrebuješ na túto legálnu a nebezpečnú zábavu?

Ovplyvnila ho okupácia ČSSR, svet dostal nepodarený kompromis. Raketoplán mal vyzerať úplne inak

Sme bližšie, než si myslíme. Slávna vedkyňa prezradila rok, do kedy nájdeme mimozemský život

Blízko Zeme sa môže skrývať „druhá Pandora“. Vedci sú na stope veľkého objavu mimozemského života

Je to zvláštne a nedáva to zmysel. Vedci zistili šokujúcu vec o ročných obdobiach
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Karlos Vémola je obvinený zo závažnej trestnej činnosti. Hrozí mu až 18 rokov za mrežami

Dôchodkový vek sa láme. Rok 2026 prinesie posledné ročníky starej tabuľky a nový automat

Zelenskyj sa vyjadril k územným požiadavkám. Sme pripravení stiahnuť vojakov, vyhlásil

Minister Takáč robil predvianočný nákup: Základné potraviny medziročne zlacneli o desiatky percent, potvrdil

Hrdina Ahmed dostal od ľudí 1,5 milióna eur. Bez zbrane sa postavil teroristovi na Bondi Beach
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Ukrajina bola varovaním. Susedná krajina chce vlastný HIMARS, vyrobí ho najväčšia zbrojovka sveta
- Európska únia opäť zaťala do živého. Chystá návrh, ktorý prinúti časť ľudí kupovať len elektromobily
- Sen Netflixu o novej superslužbe sa rozpadá. Miliardár ho nečakaným ťahom zahnal do kúta
- Slovákov čaká nepríjemné zdraženie elektroniky. Odnesú si to hlavne lacnejšie smartfóny a PC
- Ovplyvnila ho okupácia ČSSR, svet dostal nepodarený kompromis. Raketoplán mal vyzerať úplne inak
-
- Ukrajina bola varovaním. Susedná krajina chce vlastný HIMARS, vyrobí ho najväčšia zbrojovka sveta
- Európska únia opäť zaťala do živého. Chystá návrh, ktorý prinúti časť ľudí kupovať len elektromobily
- Sen Netflixu o novej superslužbe sa rozpadá. Miliardár ho nečakaným ťahom zahnal do kúta
- Slovákov čaká nepríjemné zdraženie elektroniky. Odnesú si to hlavne lacnejšie smartfóny a PC
- Ovplyvnila ho okupácia ČSSR, svet dostal nepodarený kompromis. Raketoplán mal vyzerať úplne inak
-
- Európska únia opäť zaťala do živého. Chystá návrh, ktorý prinúti časť ľudí kupovať len elektromobily
- USA do dronu posadili AI a prišiel veľký šok. V kľúčovom teste zostrelila lietadlo
- Ukrajina bola varovaním. Susedná krajina chce vlastný HIMARS, vyrobí ho najväčšia zbrojovka sveta
- Netflix čakal hit, nestíha sa čudovať. Ľudia ignorujú film, ktorý mal byť magnetom mesiaca
- Sen Netflixu o novej superslužbe sa rozpadá. Miliardár ho nečakaným ťahom zahnal do kúta
Slováci si neuvedomujú, že to môže vybuchnúť. Odborník varuje pred „elektronickým“ zlozvykom domácností
Katastrofa je zabudnutá. Ázijsky štát znova spustí najväčšiu jadrovú elektráreň na svete
Slováci dôverujú umelej inteligencii viac než expertom. Výsledky prieskumu šokovali
Známa sociálna sieť má zarobené na problém. Jej algoritmy vraj spôsobili tragédiu v Poľsku
Budú mať lasery, rakety a hypersonické zbrane. USA vyvinie najsmrteľnejšie hladinové bojové lode
Zvolili prešibanú stratégiu. Obľúbené značky Slovákov si udržali silnú pozíciu na automobilovom trhu
Susedná krajina ide do vojny s EÚ. Odmieta uznať jadro ako „zelenú energiu“, chystá veľký zvrat
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Karlos Vémola je obvinený zo závažnej trestnej činnosti. Hrozí mu až 18 rokov za mrežami

Dôchodkový vek sa láme. Rok 2026 prinesie posledné ročníky starej tabuľky a nový automat

Zelenskyj sa vyjadril k územným požiadavkám. Sme pripravení stiahnuť vojakov, vyhlásil

Minister Takáč robil predvianočný nákup: Základné potraviny medziročne zlacneli o desiatky percent, potvrdil

