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

Vedci nechápali: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom

Zostrelili UFO a kruto za to zaplatili. 23 sovietskych vojakov podľa CIA postihol desivý osud

Možno nás niekto volá, no nič nepočujeme. Vedci ukázali, čo môže ničiť signály mimozemšťanov

Vedci objavili 2000-ročný hrob blízko Slovenska. Rímska mohyla ukrývala vzácnu záhadu

Revolúcia v riadení tepla. Vedci zvýšili efektivitu o 300 % a otvorili cestu k výkonnejším zariadeniam
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Luxus, pláže aj mrakodrapy: Tieto bezpečné destinácie dokážu nahradiť Dubaj či Abú Zabí (REBRÍČEK)
PREMIUM„Všetky ženy majú rady peniaze,“ tvrdí odborníčka. Prieskum odhalil, že Slovenky investujú čoraz viac

Strategický ostrov, „perla Iránu“, prežíva konflikty bez škrabanca. Drží v rukách ceny ropy pre celý svet

MIMORIADNE: Polícia rieši výhražný mail pre základnú školu. Páchateľ mal spomenúť „vystrieľanie detí“

Na úspech v práci ti stačí jediná schopnosť: Odborníci radia, ako ju doviesť k dokonalosti
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Američania niečo chystajú na Rusov. Prevážali „Putinov“ najmodernejší bojový systém
- Obľúbené stanice Slovákov sa zmenia. Čaká ich najväčšia premena za posledné roky
- Na fronte sa deje niečo nečakané. Ukrajina nasadila zabudnutú „zbraň“, ktorú mnohí odpísali
- Predátor od Netflixu uchvátil svet. Len jeden film 2026 dopadol lepšie
- Vojenskí experti v strehu. Čínska stíhačka J-35 dobehla USA unikátnou vlastnosťou
-
- Američania niečo chystajú na Rusov. Prevážali „Putinov“ najmodernejší bojový systém
- Vojenskí experti v strehu. Čínska stíhačka J-35 dobehla USA unikátnou vlastnosťou
- Na fronte sa deje niečo nečakané. Ukrajina nasadila zabudnutú „zbraň“, ktorú mnohí odpísali
- Obľúbené stanice Slovákov sa zmenia. Čaká ich najväčšia premena za posledné roky
- Rusko vystrašilo celý Západ. Multifunkčnou superzbraňou chce dobyť prekvapivú časť sveta
-
- Američania niečo chystajú na Rusov. Prevážali „Putinov“ najmodernejší bojový systém
- Americkí vedci vyliali do oceánu 65 000 litrov chémie. Tvrdia, že takto chcú zachrániť klímu
- Rusko má len 250 sekúnd na reakciu. Ukrajina ukázala novú balistickú raketu domácej výroby (VIDEO)
- Vojenskí experti v strehu. Čínska stíhačka J-35 dobehla USA unikátnou vlastnosťou
- Na ČSFD má 90 % a patrí k najlepším filmom súčasnosti. Slávu mu paradoxne priniesla zvláštna okolnosť
Nemci dostali palivový šok. Ceny benzínu a nafty letia nahor najrýchlejšie v celej EÚ
BMW v roku 2025 klesol čistý zisk, napriek tomu prekonalo prognózy analytikov
Podvodníci útočia na citlivé údaje Slovákov. Zneužívajú Všeobecnú zdravotnú poisťovňu
Krok vpred: Slovensko rozširuje spoluprácu s lídrami v oblasti umelej inteligencie
SPP si poistilo ruský plyn: Nová dohoda vraj zaručuje najvýhodnejšie ceny na trhu
Obnoviteľné zdroje energie hrajú prím. Nemci ukazujú cestu celému svetu
Na dronový útok reagujú tvrdo. Európska mocnosť posiela na Blízky východ stíhačky a torpédoborec
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Luxus, pláže aj mrakodrapy: Tieto bezpečné destinácie dokážu nahradiť Dubaj či Abú Zabí (REBRÍČEK)
PREMIUM„Všetky ženy majú rady peniaze,“ tvrdí odborníčka. Prieskum odhalil, že Slovenky investujú čoraz viac

Strategický ostrov, „perla Iránu“, prežíva konflikty bez škrabanca. Drží v rukách ceny ropy pre celý svet

MIMORIADNE: Polícia rieši výhražný mail pre základnú školu. Páchateľ mal spomenúť „vystrieľanie detí“

