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
Veda má zlé správy pre Elona Muska. Cesta na Mars môže zničiť astronautov
Zrodil sa skutočný Transformer. Tím z Caltechu spojil lietanie, chôdzu aj jazdu v jednom stroji
Astronóm z NASA obrátil všetky sci-fi teórie naruby. Tvrdí, že pravda o mimozemšťanoch je omnoho triezvejšia
Nemci urobili prevratný experiment: Ľudské bunky vystavili desaťnásobne silnejšiemu 5G, toto sa s nimi stalo
Astronómovia sa blížia k objavu starovekého signálu z vesmíru. Rozlúsknu veľkú záhadu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Predpovediam je koniec: La Niña je definitívne potvrdená, priprav sa na nezvyčajnú zimu
95-ročný Warren Buffett radí: 10 vecí, ktoré by si mal robiť so svojím životom po štyridsiatke
Domácnosti na Slovensku šetria, oni rátajú milióny. Nenápadná skupina firiem potichu zbohatla, tvrdí odborník
Ukrajinské sily zničili ruského „Boha vojny“. Likvidácia nebezpečnej zbrane môže otočiť dynamiku boja
Obeťou konsolidácie bude aj realitný trh. Expert radí, ako neprísť o peniaze
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Netflix môže závidieť. Z neznámeho seriálu je nový globálny hit
- Potrebuje len cukor a vitamíny: Vedci vytvorili batériu, ktorá funguje ako ľudské telo
- K Zemi sa vráti až o 1150 rokov. Slováci uvidia na oblohe vzácnu kométu, vieme presný čas
- Najväčší operátori na Slovensku prepísali históriu. Toto je dôvod, prečo máš zrazu lepší signál
- Google dýcha na krk aj Applu. Nové smart hodinky dokážu veci, aké konkurencii ani nenapadli
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Automobilový priemysel sa otriasa v základoch: Toyota uvedie elektromobily s revolučnými batériami
- VIDEO: Ľudí už vôbec nepotrebujú. Čína postavila diaľnicu pomocou AI robotov
- Sovieti mali v rukách väčší klenot ako Concorde, no bol úplnou nočnou morou
- Nemci urobili prevratný experiment: Ľudské bunky vystavili desaťnásobne silnejšiemu 5G, toto sa s nimi stalo
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Veľká automobilka urobí zo Slovenska elektrickú veľmoc. Bude vyrábať lacné elektromobily pre celú Európu
Rusko a Čína ostali ticho pozerať. USA pošlú do vesmíru „lietadlovú loď“ s jasným cieľom
Rozdajú tisíce eur pre bežných ľudí. Európska krajina chce spustiť štedré dotácie pre elektromobily
Čaká Slovákov lacnejšie tankovanie? Máme dobrú aj zlú správu, ceny palív sa budú opäť meniť
Dohoda je na spadnutie a môže zmeniť vojnu. Toto sú nové zbrane, ktoré chce Ukrajina použiť proti Rusom
Po ruských dronoch prichádza tvrdá odpoveď. Británia predlžuje svoju misiu nad Poľskom
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP