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

Tajná zbraň prírody? Vedci objavili baktériu, ktorá požiera najväčšiu pliagu ľudstva

Vedci v Černobyle objavili zvláštny organizmus. Radiáciu mení na energiu a zabíja všetko okolo

Skrýva veľký potenciál aj nekonečno energie. Ľudstvo môže kolonizovať prehliadané miesto na Zemi

Svet je na pokraji katastrofy. 10 000 jadrových zbraní je pripravených zaútočiť, vo veľkom zbrojí Ázia

Archeológovia ostali bez slov. V Česku našli stratené mesto staré 900 rokov, skrývalo vzácny poklad
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Odborník varuje: Toto nebude recesia, ale rovno kolaps. Akcie padnú o 90 %

Slováci si už z Viedne nezaletia do „Havaja Európy“. Ryanair ruší všetky lety na obľúbené ostrovy

Dlžníci zbystrite: Už o mesiac nastane daňová amnestia. Toto sú nové pravidlá

Neurochirurg, ktorý pracuje 12 hodín denne, varuje: Tvoj autopilot vedie k vyhoreniu. Týchto 5 návykov ťa vráti späť

Plynári oznámili veľkú zmenu: Nový systém odpočtu plynu sa týka 600-tisíc slovenských domácností
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slováci si musia dávať obrovský pozor. Ak v domácnosti zakúriš týmto, riskuješ pokutu 5 000 eur
- Európa prechádza do útoku. Domáce stroje porážajú americkú techniku tam, kde to bolí najviac
- Šéf Xiaomi to povedal otvorene: Do 5 rokov nastane revolúcia vo výrobe. Ľudia začnú robiť inú prácu
- Vedci rozbili kameň a ostali v nemom úžase. Konečne odhalili jednu z najväčších záhad planéty
- Tajná zbraň prírody? Vedci objavili baktériu, ktorá požiera najväčšiu pliagu ľudstva
-
- Slováci si musia dávať obrovský pozor. Ak v domácnosti zakúriš týmto, riskuješ pokutu 5 000 eur
- Vedci rozbili kameň a ostali v nemom úžase. Konečne odhalili jednu z najväčších záhad planéty
- Európa prechádza do útoku. Domáce stroje porážajú americkú techniku tam, kde to bolí najviac
- Napájala by celý svet až 2 roky. V Európe našli pod zemou masívne ložisko „čistej energie”
- 390 miliónov dolárov zaručí USA totálnu dominanciu. Armáda dostane neporaziteľný 36-tonový tank
-
- Na Slovensku o pár dní začína nový kanál. Ponúkne desiatky filmov úplne bez reklám
- Európsky štát doplatil na lacné energie z Ruska. Nemá zásoby paliva, o 4 dni mu hrozí totálny kolaps
- Ohromne zbohatnú a spasia celý svet. Veľmoc našla pod zemou nekonečný zdroj čistej energie
- Neprekoná ani 20 cm prekážku, vojaci z neho zvracali. Stroj európskej armády NATO za miliardy je na smiech
- Obľúbený operátor rozdá Slovákom AI mobily a tablet za 1 €. Má len jedinú podmienku
Online svet má obrovský problém: Sofistikované gangy operujú naprieč kontinentmi, ich počet masívne rastie
Čakaniu na pobočkách je koniec. Pošta konečne pochopila, čo chcú ľudia a ukazuje sľubnú novinku
Japonci začali predávať najfuturistickejšie zariadenie. „Ľudská práčku“ si kúpiš za astronomickú sumu
Katastrofa pre Teslu: Európania náhle prestali kupovať jej autá, sú za tým zaujímavé dôvody
Čína spustila revolučný experiment, pri ktorom ušetrí až 90 % energie. Nie každý s ním súhlasí
Po Vianociach prichádza problém, o ktorom sa nehovorí. Slováci robia túto obrovskú chybu
Slovensko sa pripravuje na významný krok vo vesmírnom výskume. Budeme mať vlastný satelit
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Odborník varuje: Toto nebude recesia, ale rovno kolaps. Akcie padnú o 90 %

Slováci si už z Viedne nezaletia do „Havaja Európy“. Ryanair ruší všetky lety na obľúbené ostrovy

Dlžníci zbystrite: Už o mesiac nastane daňová amnestia. Toto sú nové pravidlá

Neurochirurg, ktorý pracuje 12 hodín denne, varuje: Tvoj autopilot vedie k vyhoreniu. Týchto 5 návykov ťa vráti späť

