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
Stavby mimozemšťanov sme už našli, tvrdia vedci. Skrývajú sa na čudnom mieste
Vďaka „potu" z paliva prežije pád z vesmíru. Vedci vymysleli jedinečný štít, ktorý zmení vesmírne lety
Dosiahne až 6 500 km/h. USA čoskoro odhalia najrýchlejšie lietadlo v histórii
Klasické počítače definitívne končia. Vedci prelomili kľúčovú hranicu, elektrinu v nich nahradí svetlo
NASA objavila neuveriteľný fenomén na Zemi. Gigantická stavba v Číne mení rotáciu planéty
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
KVÍZ: 9 z 10 ľudí netrafí ani jedno miesto správne. Dokáž, že ovládaš slepú mapu Slovenska
Severská diéta valcuje svet: Odborníci potvrdili súvis s dlhovekosťou, dánska kráľovná na ňu nedá dopustiť
Porazila nevyliečiteľnú rakovinu. Génová terapia Emme zachránila život, mala 4. štádium ochorenia
Prelomový výskum: Prírodná látka výrazne zlepšila stav pacientov s Parkinsonom už po jednej dávke
Nad Slovenskom zaburácajú F-16: Počas víkendu hrozí supersonický tresk
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Veľký operátor bije na poplach: Ak dostaneš takúto SMS, ani ju neotváraj. Môžeš prísť o všetko
- IT odborník na bezpečnosť: Zrušil som si bankové účty a prešiel na kryptomeny (rozhovor)
- Dosiahne až 6 500 km/h. USA čoskoro odhalia najrýchlejšie lietadlo v histórii
- Zabudni na elektrickú kolobežku. Táto alternatíva je omnoho praktickejšia a stojí len o trochu viac
- Netflix má nový akčný hit. Nekompromisná akcia je senzáciou, po pozretí však divákom ostáva pachuť
-
- Veľký operátor bije na poplach: Ak dostaneš takúto SMS, ani ju neotváraj. Môžeš prísť o všetko
- Vedci ostali poriadne prekvapení. Pod ľadovcami v Antarktíde našli záhadné tvary
- NASA objavila neuveriteľný fenomén na Zemi. Gigantická stavba v Číne mení rotáciu planéty
- IT odborník na bezpečnosť: Zrušil som si bankové účty a prešiel na kryptomeny (rozhovor)
- Netflix odpovedá na The Last of Us. Apokalyptické sci-fi zbiera nadšené ohlasy
-
- NASA sleduje emisie CO2 z vesmíru. Najväčší znečisťovateľ v Európe je blízko Slovenska
- Výrazne si nimi skracuješ život. Experti varujú pred nebezpečným druhom potravín, Slováci ho milujú
- Český strašiak vodičov už rozdáva pokuty. Odhalí „neviditeľný” problém áut
- Google začal vymazávať účty Gmail. Takto sa vyhneš strate e-mailov, súborov či fotografií
- Rusko zradil dlhoročný spojenec. Ukrajine posiela obrovské množstvo zbraní
TikTok čelí gigantickej pokute v EÚ. Má porušovať citlivú vec používateľov
Zákazníci odmietajú Muska. Prepad Tesly pokračuje závratným tempom
Apple zvýšil zisk aj predaje iPhonov. Clá z Číny ho však budú stáť stovky miliónov dolárov
Shell hlási nižší zisk a investície. S odkúpením akcií však neprestáva
Loď s pomocou pre Gazu napadli drony v európskych vodách. Zaútočiť mal znepriatelený štát
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
KVÍZ: 9 z 10 ľudí netrafí ani jedno miesto správne. Dokáž, že ovládaš slepú mapu Slovenska
Severská diéta valcuje svet: Odborníci potvrdili súvis s dlhovekosťou, dánska kráľovná na ňu nedá dopustiť
Porazila nevyliečiteľnú rakovinu. Génová terapia Emme zachránila život, mala 4. štádium ochorenia
Prelomový výskum: Prírodná látka výrazne zlepšila stav pacientov s Parkinsonom už po jednej dávke
Nad Slovenskom zaburácajú F-16: Počas víkendu hrozí supersonický tresk
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené