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

V NASA pristál „lietajúci tanier“, ktorý na seba strhol všetku pozornosť. O čo presne išlo?

Významný objav: Obrovské oceány mohli z Marsu urobiť obývateľný svet

Oklamali vlastnú smrť. Vedci odhalili trik agresívnej rakoviny, ktorá dokáže prežiť večne

Dychberúci vesmírny úlovok: Tri najlepšie teleskopy sveta spojili sily a detailne nafotili vesmír

Vedci odhalili najväčšie tajomstvo zákernej choroby. Zistili, ako „lepiace monštrá“ ničia zdravé bunky
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Kryptopodnikateľa Tisciho mali zadržať kukláči. Polícia reaguje, jeho firmu preverovala NBS aj Dubec

Slováci môžu cestovať s občianskym preukazom do 11 krajín mimo EÚ. Ušetríš čas aj desiatky eur za pas (ZOZNAM)

MIMORIADNE: Frekventovaný bratislavský most uzavreli. Vodičov čakajú obmedzenia a obchádzky

Vedci hlásia prelom v liečbe artrózy. Jediná injekcia obnovila poškodené kĺby už za niekoľko týždňov

Odpoveď na hrozby z Ruska a Číny: Európa buduje lietadlo, vďaka ktorému nebude v obrane závislá od Washingtonu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Veľký operátor na Slovensku končí a dnes ruší všetky pobočky. Náhrada sľubuje viac výhod
- Zálohovanie fliaš by mohlo skončiť. Vedci našli oveľa lepšie využitie plastov, ktoré pomôže ekonomike
- Počasie odhalilo achillovú pätu moderných domov. Ľudia riešia ťažkú dilemu
- Elektrina už nebude rovnako lacná. Slovákov čaká novinka, ktorá prevráti návratnosť fotovoltiky
- Európa narazila na zvláštny energetický paradox. Lacná elektrina začína spôsobovať drahý problém
-
- Veľký operátor na Slovensku končí a dnes ruší všetky pobočky. Náhrada sľubuje viac výhod
- Zálohovanie fliaš by mohlo skončiť. Vedci našli oveľa lepšie využitie plastov, ktoré pomôže ekonomike
- Počasie odhalilo achillovú pätu moderných domov. Ľudia riešia ťažkú dilemu
- Elektrina už nebude rovnako lacná. Slovákov čaká novinka, ktorá prevráti návratnosť fotovoltiky
- Európa narazila na zvláštny energetický paradox. Lacná elektrina začína spôsobovať drahý problém
-
- Počasie odhalilo achillovú pätu moderných domov. Ľudia riešia ťažkú dilemu
- Veľký operátor na Slovensku končí a dnes ruší všetky pobočky. Náhrada sľubuje viac výhod
- Zálohovanie fliaš by mohlo skončiť. Vedci našli oveľa lepšie využitie plastov, ktoré pomôže ekonomike
- Väčšina Slovákov má doma televízor na nesprávnom mieste. Zabúdajú na fyziku obrazu
- Cesta z plastu znela ako ekologická katastrofa. Po 11 mesiacoch však prišli prekvapivé výsledky
Google definitívne prehral. EÚ potvrdila rekordnú pokutu za Android
Čínska automobilka mieri vysoko. Do roku 2030 chce ovládnuť až 5 % európskeho trhu
Ázijský tiger spúšťa veľkú investíciu. Do výroby čipov naleje viac než 500 miliárd dolárov
Holandsko úplne zmenilo svojich dodávateľov energií. Rusov nahradilo USA, dovoz prudko stúpol
Európa zrýchľuje budovanie obrovských batérií. Podporí projekty, ktoré majú stabilizovať elektrické siete
Poľsko masívne posilní dovoz plynu. Chystá niečo, čo pomôže celej strednej Európe
Slováci si rýchlo zvykli na nový spôsob platenia. Štátne platby prekonali 5 miliónov eur
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Kryptopodnikateľa Tisciho mali zadržať kukláči. Polícia reaguje, jeho firmu preverovala NBS aj Dubec

Slováci môžu cestovať s občianskym preukazom do 11 krajín mimo EÚ. Ušetríš čas aj desiatky eur za pas (ZOZNAM)

MIMORIADNE: Frekventovaný bratislavský most uzavreli. Vodičov čakajú obmedzenia a obchádzky

Vedci hlásia prelom v liečbe artrózy. Jediná injekcia obnovila poškodené kĺby už za niekoľko týždňov

