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

Nevídané monštrum: Webbov teleskop zmeral gigantickú čiernu dieru, má hmotnosť 6 miliárd Sĺnk

Vypustia chemtrails. Vedci majú kontroverzný plán, ako ochrániť Zem pred superbúrkou

Katastrofa v našej Galaxii: Vzácny meteorit zo Sahary odhalil stratenú planétu veľkosti Marsu

Vedci si až doteraz mysleli, že sa to nedá. Zrodila sa nová éra komunikácie

Ďalekohľad nepotrebuješ. Nad Slovenskom sa čoskoro ukáže jeden z najkrajších úkazov roka
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Jeho príbeh spojil celé Slovensko: Majiteľ podniku z „langošovej kauzy“ zomrel vo veku 50 rokov
PREMIUMZa socializmu boli potraviny o 250 až 300 % drahšie ako dnes. Keď nastal problém, prestali monitorovať ceny (EKONÓMKA)

Slováci prišli s revolúciou v e-bikoch. Vyriešili problém, ktorý trápi jazdcov už roky

Prvý prípad po 26 rokoch: Lekári z NÚDCH odhalili, ako sú siamské dvojičky zrastené

Štátny prieskum prepisuje mapu síl. Táto strana by vo voľbách pohorela, ako druhá voľba však valcuje
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Veľký operátor na Slovensku končí a ruší všetky pobočky. Náhrada prinesie viac výhod
- Európa prišla o najlepšiu zbraň. Veľmoci odpísali náš najdrahší obranný projekt
- Luxusné SUV s 1381 koňmi a dojazdom vyše 1 100 km ide do Európy. Doma trhá rekordy už 7 mesiacov
- V Európe trhajú rekordy a ich autá nestíhajú vyrábať. Čínska automobilka a VW sa rozhodli pre radikálny krok
- Netflix sa popálil a mení stratégiu. Doplatil na to očakávaný veľkofilm o skaze Ríma
-
- Veľký operátor na Slovensku končí a ruší všetky pobočky. Náhrada prinesie viac výhod
- Európa prišla o najlepšiu zbraň. Veľmoci odpísali náš najdrahší obranný projekt
- Luxusné SUV s 1381 koňmi a dojazdom vyše 1 100 km ide do Európy. Doma trhá rekordy už 7 mesiacov
- V Európe trhajú rekordy a ich autá nestíhajú vyrábať. Čínska automobilka a VW sa rozhodli pre radikálny krok
- Netflix sa popálil a mení stratégiu. Doplatil na to očakávaný veľkofilm o skaze Ríma
-
- Veľký operátor na Slovensku končí a ruší všetky pobočky. Náhrada prinesie viac výhod
- Slovenské domácnosti čaká veľká výmena zariadení. Milióny spotrebičov končia
- Vyskúšalo ho už milión Slovákov. Slovenský konkurent Netflixu rastie, vstupuje do kritickej fázy
- Európa prišla o najlepšiu zbraň. Veľmoci odpísali náš najdrahší obranný projekt
- F-35 vs Su-57: Ruská stíhačka vyzerá desivo, no modernú vojnu môže vyhrať úplne iná zbraň
Čínske autá zaplavujú svet. Export vyskočil o 73 %, elektromobily ťahajú rekordný rast
Slovensko otvorilo dvere európskemu trhu so zeleným plynom. Výrobcovia získali novú príležitosť
Slovensko.sk rozdelilo vládu. Migaľ odmietol kritický posudok, označil ho za chybný
Rusko sa nevie brániť, ukrajinským dronom padol za obeť ďalší sklad paliva
Jadrový status Severnej Kórey je nezvratný, tvrdí vedenie krajiny
Čínske autá valcujú susedný trh. Ich predaj raketovo rastie, predbiehajú známe európske značky
Holanďania testujú netradičnú veternú turbínu. Pláva na vode a môže zmeniť budúcnosť energetiky
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Jeho príbeh spojil celé Slovensko: Majiteľ podniku z „langošovej kauzy“ zomrel vo veku 50 rokov
PREMIUMZa socializmu boli potraviny o 250 až 300 % drahšie ako dnes. Keď nastal problém, prestali monitorovať ceny (EKONÓMKA)

Slováci prišli s revolúciou v e-bikoch. Vyriešili problém, ktorý trápi jazdcov už roky

Prvý prípad po 26 rokoch: Lekári z NÚDCH odhalili, ako sú siamské dvojičky zrastené

