Výskumníci objavili spôsob, ako zlepšiť technológiu CRISPR na úpravu génov. Rozdelili génový editor na dve časti, ktoré môžu byť zapnuté a vypnuté, čo znižuje riziko nechcených zmien v génoch. Podľa výsledkov zverejnených v štúdii Nature Communications nový nástroj môže potenciálu opraviť až približne polovicu mutácií, ktoré spôsobuje ochorenie. Na tému upozornil portál NewAtlas.

Čo je 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.

Tento nástroj, ktorý je považovaný za jeden z najväčších objavov 21. storočia, teraz vďaka vedcom zuniverzity Rice dostal značné vylepšenie. Nový nástroj založený na CRISPR je totiž omnoho presnejší a výrazne znižuje pravdepodobnosť výskytu mimocieľových úprav.

„Náš tím sa rozhodol vytvoriť oveľa lepšiu verziu, ktorú možno zapnúť alebo vypnúť podľa potreby, čo poskytne bezkonkurenčnú úroveň bezpečnosti a presnosti,“ povedal Hongzhi Zeng, hlavný autor štúdie. „Tento nástroj má potenciál opraviť takmer polovicu bodových mutácií spôsobujúcich ochorenie v našom genóme.“

O čo presne ide?

Bázový pár je základná jednotka dvojvláknových nukleových kyselín pozostávajúca z dvoch dusíkatých báz navzájom viazaných vodíkovými väzbami. Bázové páry tvoria stavebné kamene dvojzávitnice (helixu) DNA a prispievajú k skladanej štruktúre DNA i RNA. Bázové páry poznáme – adenín–tymín a guanín–cytozín.

Mutácie bázových párov sa nazývajú tiež „bodové mutácie“ a sú zodpovedné za tisícky chorôb. Tradičný CRISPR používa buď editor adenínovej bázy (ABE) alebo editor cytozínovej bázy (CBE) na vytvorenie bodových mutácií na požadovaných miestach. V novom experiment vedci vzali ABE a upravili ho.

ABE rozdelili na dva samostatné proteíny, ktoré zostávajú neaktívne, kým sa nepridá molekula sirolimu. Sirolimus je tiež známy ako rapamycín, čo je liek s protinádorovými a imunosupresívnymi vlastnosťami, ktorý sa používa na prevenciu odmietnutia pri transplantácii orgánov a na liečbu určitých typov rakoviny.

„Po zavedení tejto malej molekuly sú dva samostatné neaktívne fragmenty editora adenínovej bázy zlepené a aktivované,“ povedal Zeng. „Keď telo metabolizuje rapamycín, dva fragmenty sa rozdelia a deaktivujú systém.“

Výskumníci zistili, že ich nový nástroj na úpravu rozdelených génov mal výhody okrem toho, že zostal aktívny kratšie ako pôvodný, neporušený ABE. Presnejšie nová metóda v porovnaní so základným editorom génom znižuje neúmyselné mutácie o viac ako 70 % a zvyšuje presnosť cieľových úprav.

Výskumníci tento nástroj testovali na myši a úspešne upravili gén, ktorý ovplyvňuje hladinu cholesterolu v krvi. Táto úprava je dôležitá pre liečbu ľudí, pretože zmeny v tomto géne sú spojené s mnohými chorobami.