człowiek
Autor: Niko McCarty | dodano: 2021-03-05
Nożyce do DNA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ilustracja Thomas Fuchs

Katalog białek Cas9 może poszerzyć możliwości edycji genów.

System do edytowania DNA CRISPR-Cas9 rewolucjonizuje podejście naukowców do problemów genetycznych i chorób. Większość naukowców wykorzystuje w celu modyfikowania DNA określoną wersję białka Cas9, pozyskaną z bakterii Streptococcus pyogenes. Jednak inne mikroorganizmy mają swoje własne wersje, które przecinają geny w różnych miejscach i mogą pomóc naukowcom w tworzeniu precyzyjniejszych i elastyczniejszych metod terapii. W ramach nowego badania, opublikowanego w Nature Communications, naukowcy przeanalizowali dziesiątki odmian Cas9, odkrywając dużą różnorodność w zakresie rozpoznawania i rozcinania DNA przez te „molekularne nożyczki”

Do przecięcia materiału genetycznego Cas9 potrzebuje „naprowadzającej” cząsteczki RNA, która doprowadza białko do swoistej sekwencji DNA – a ta sekwencja musi kończyć się krótkim odcinkiem kodu DNA, określanym jako sekwencja protospacer lub PAM (protospacer adjacent motif). Cas9 może rozcinać DNA tylko w miejscach, gdzie występuje ta konkretna sekwencja PAM. Ten ścisły wymóg ogranicza liczbę miejsc, w których naukowcy mogą prowadzić edytowanie genów, mówi biochemik z Vilniaus Universitetas, Virginijus Šikšnys, będący głównym autorem tego badania.

Jak mówi Šikšnys, w celu poszerzenia możliwości biolodzy przeszukali „setki sekwencji białek Cas9 w bazach danych” i wybrali 79 kandydatów, pochodzących z różnych bakterii. Każde z białek Cas9 umieszczali w płynie, symulując wnętrze komórki, a następnie dodawali fragmenty DNA z losowymi kodami PAM do poszczególnych mieszanin.

Większość białek Cas9 okazała się rozpoznawać unikatowe sekwencje PAM – cecha ta może pomóc bioinżynierom przecinać DNA w większej liczbie miejsc, mówi Patrick Pausch, zajmujący się badaniami nad CRISPR na University of California w Berkeley, który nie brał udziału w tym badaniu. Fakt, że białka te mają różne rozmiary (jedno z nich, pochodzące od bakterii z gejzeru w Yellowstone, było o 30% mniejsze niż przeciętnie), może również pozwolić dopasować się do różnych systemów ich dostarczania, mówi Šikšnys.

A więcej wariantów Cas9 może pomóc naukowcom unikać odpowiedzi immunologicznej, jaką wywołują niektóre metody terapii opartej na edytowaniu genów. We wcześniejszym badaniu stwierdzono, że na 125 dawców krwi u 58% występowały przeciwciała przeciwko Cas9 pochodzącemu od S. pyogenes. Białka Cas9 pochodzące od łagodniejszych bakterii mogą rzadziej wywoływać niekorzystne reakcje.

„Myślę, że opisując tak szeroki wachlarz różnych białek, [autorzy] wyświadczają ważną przysługę społeczeństwu” – mówi Dipali Sashital, biochemik z Iowa State University, który nie brał udziału w tym badaniu. Sashital uważa, że jest potencjał dla nowych narzędzi, ale ta praca to dopiero początek. Zespół nie wykazał jeszcze, czy te białka sprawdzą się podczas faktycznego edytowania genów.

Naukowcy planują następnie sprawdzić niektóre z tych białek w żywych organizmach. Niezależnie od efektów, ten duży zbiór wskazuje na znaczącą różnorodność narzędzi do cięcia DNA. Jak mówi Šikšnys: „To tak, jakby mieć wiele par nożyczek, a nie tylko jedne”.

 

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 03/2021 »
Drukuj »
Aktualne numery
12/2021
10/2020 - specjalny
Kalendarium
Grudzień
2
W 1971 r. radzicecka sonda Mars 3 jako pierwsza wylądowała na powierzchni Czerwonej Planety.
Warto przeczytać
Fizyka kwantowa jest dziwna. Reguły świata kwantowego, według których działa świat na poziomie atomów i cząstek subatomowych, nie są tymi samymi regułami, które obowiązują w dobrze znanym nam świecie codziennych doświadczeń - regułami, które kojarzymy ze zdrowym rozsądkiem.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Niko McCarty | dodano: 2021-03-05
Nożyce do DNA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ilustracja Thomas Fuchs

Katalog białek Cas9 może poszerzyć możliwości edycji genów.

System do edytowania DNA CRISPR-Cas9 rewolucjonizuje podejście naukowców do problemów genetycznych i chorób. Większość naukowców wykorzystuje w celu modyfikowania DNA określoną wersję białka Cas9, pozyskaną z bakterii Streptococcus pyogenes. Jednak inne mikroorganizmy mają swoje własne wersje, które przecinają geny w różnych miejscach i mogą pomóc naukowcom w tworzeniu precyzyjniejszych i elastyczniejszych metod terapii. W ramach nowego badania, opublikowanego w Nature Communications, naukowcy przeanalizowali dziesiątki odmian Cas9, odkrywając dużą różnorodność w zakresie rozpoznawania i rozcinania DNA przez te „molekularne nożyczki”

Do przecięcia materiału genetycznego Cas9 potrzebuje „naprowadzającej” cząsteczki RNA, która doprowadza białko do swoistej sekwencji DNA – a ta sekwencja musi kończyć się krótkim odcinkiem kodu DNA, określanym jako sekwencja protospacer lub PAM (protospacer adjacent motif). Cas9 może rozcinać DNA tylko w miejscach, gdzie występuje ta konkretna sekwencja PAM. Ten ścisły wymóg ogranicza liczbę miejsc, w których naukowcy mogą prowadzić edytowanie genów, mówi biochemik z Vilniaus Universitetas, Virginijus Šikšnys, będący głównym autorem tego badania.

Jak mówi Šikšnys, w celu poszerzenia możliwości biolodzy przeszukali „setki sekwencji białek Cas9 w bazach danych” i wybrali 79 kandydatów, pochodzących z różnych bakterii. Każde z białek Cas9 umieszczali w płynie, symulując wnętrze komórki, a następnie dodawali fragmenty DNA z losowymi kodami PAM do poszczególnych mieszanin.

Większość białek Cas9 okazała się rozpoznawać unikatowe sekwencje PAM – cecha ta może pomóc bioinżynierom przecinać DNA w większej liczbie miejsc, mówi Patrick Pausch, zajmujący się badaniami nad CRISPR na University of California w Berkeley, który nie brał udziału w tym badaniu. Fakt, że białka te mają różne rozmiary (jedno z nich, pochodzące od bakterii z gejzeru w Yellowstone, było o 30% mniejsze niż przeciętnie), może również pozwolić dopasować się do różnych systemów ich dostarczania, mówi Šikšnys.

A więcej wariantów Cas9 może pomóc naukowcom unikać odpowiedzi immunologicznej, jaką wywołują niektóre metody terapii opartej na edytowaniu genów. We wcześniejszym badaniu stwierdzono, że na 125 dawców krwi u 58% występowały przeciwciała przeciwko Cas9 pochodzącemu od S. pyogenes. Białka Cas9 pochodzące od łagodniejszych bakterii mogą rzadziej wywoływać niekorzystne reakcje.

„Myślę, że opisując tak szeroki wachlarz różnych białek, [autorzy] wyświadczają ważną przysługę społeczeństwu” – mówi Dipali Sashital, biochemik z Iowa State University, który nie brał udziału w tym badaniu. Sashital uważa, że jest potencjał dla nowych narzędzi, ale ta praca to dopiero początek. Zespół nie wykazał jeszcze, czy te białka sprawdzą się podczas faktycznego edytowania genów.

Naukowcy planują następnie sprawdzić niektóre z tych białek w żywych organizmach. Niezależnie od efektów, ten duży zbiór wskazuje na znaczącą różnorodność narzędzi do cięcia DNA. Jak mówi Šikšnys: „To tak, jakby mieć wiele par nożyczek, a nie tylko jedne”.