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

Hawking mal pravdu: Desivý jav zničí celý vesmír, neostane nič

Kolaps našej civilizácie príde nečakane skoro. Počítač vydesil vedcov realistickou predpoveďou

Tichá pandémia, o ktorej sa nehovorí. Rakovina má do roku 2050 explodovať, Slovensku zlyhala obranná línia

Vesmír nie je symetrický. Nová teória od základov podkopáva všetko, čo vieme o kozme

Vesmírny cintorín sa skrýval v storočia známej hmlovine a je gigantický
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

MIMORIADNE: Bombová hrozba a vyhrážky smrťou rodine. Finančné riaditeľstvo evakuovali po nebeznečných e-mailoch
PREMIUMZdravotná poisťovňa môže preplatiť aj „estetické“ zákroky. Má to však prísne podmienky

Polárna žiara prekvapila Slovensko skôr než sa čakalo. Silná slnečná búrka rozžiarila nočnú oblohu

Trumpov divoký večer na telefóne. Zverejnil Macronovu SMS, volal šéfovi NATO a ohlásil summit o Grónsku

Kauza Vémola: Kamión s hračkami a desiatky kíl nelegálnej látky. Polícia odhalila nové detaily prípadu s MMA zápasníkom
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Energetický prevrat je na dosah: Európsky štát našiel masívne ložisko, je v ňom 43 miliónov ton vzácnej suroviny
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Pokračovanie najúspešnejšej hororovej série všetkých čias je realitou. Máme dátum premiéry
- Na ČSFD má 84 %, aj tak ľudí nezaujíma. Nový horor kruto narazil
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
-
- Energetický prevrat je na dosah: Európsky štát našiel masívne ložisko, je v ňom 43 miliónov ton vzácnej suroviny
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Odporcom padla sánka: 30-ročnej fotovoltike odmerali výkon, výsledok je zarážajúci
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- Navždy nás zbaví jadrového odpadu. Po skoro 90 rokoch našli prelomový materiál
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- Odporcom padla sánka: 30-ročnej fotovoltike odmerali výkon, výsledok je zarážajúci
- Veľký prieskum zničil ilúzie. Najporuchovejší pohon áut je o 80 % horší ako klasické spaľováky
Ľudia nemajú vetrať, MHD je zadarmo. V Poľsku namerali obrovské hodnoty častíc v ovzduší
Zastarané elektrárne nahradí futuristická technológia: Jaslovské Bohunice prekvapili Európu
Ukrajina varuje pred kritickou zimou. Rusko pripravuje nové masívne útoky na dôležitú infraštruktúru
Hybridy vládnu Slovensku, elektromobily rastú pomaly. Automobilový trh je v miernom útlme
Posádka NASA je o krok bližšie k Mesiacu, raketa sa presúva na štartovaciu rampu
Elon Musk žiada od OpenAI astronomické odškodné v miliardách. Tvrdí, že ho „obrali o jeho firmu“
Jadrová dohoda s USA je na stole. Saková a Fico odlietajú do Washingtonu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

MIMORIADNE: Bombová hrozba a vyhrážky smrťou rodine. Finančné riaditeľstvo evakuovali po nebeznečných e-mailoch
PREMIUMZdravotná poisťovňa môže preplatiť aj „estetické“ zákroky. Má to však prísne podmienky

Polárna žiara prekvapila Slovensko skôr než sa čakalo. Silná slnečná búrka rozžiarila nočnú oblohu

Trumpov divoký večer na telefóne. Zverejnil Macronovu SMS, volal šéfovi NATO a ohlásil summit o Grónsku

