CRISPR jetzt noch einen Schritt näher zur Bearbeitung von menschlicher Genen mit Leichtigkeit

Ausschöpfung des vorhandenen Potenzials von CRISPR, hat ein Team von Forschern eine wichtige Anpassung an die bahnbrechenden gen-editing-Tool, das es genau genug, um menschliche Anwendungen machen könnte.

Forscher an der Harvard University haben das CRISPR-System derart modifiziert, dass es nun einzelne DNA-Buchstaben in einem bestimmten gen verändern kann. Diese neue Technik, genannt base zu bearbeiten, wird balanciert, um eine große Wirkung haben und führt wahrscheinlich zu verbesserte Modelle für menschliche Krankheit und komplizierte Modifikationen von Tieren und Pflanzen. Darüber hinaus hat es zur Erhöhung der Genauigkeit des menschlichen Genoms zu bearbeiten, die CRISPR schmackhafter machen könnte, für diejenigen Mutationen über "off-Target besorgt" bereit; das System wurde an menschlichen Embryonen eingesetzt worden, aber er produziert viel zu viele unbeabsichtigte Mutationen für Wissenschaftler Geschmack.

Wie der Name schon sagt, besteht das CRISPR/cas9 gen Schnittsysteme aus zwei Teilen. CRISPR ist ein Strang RNA, die für spezifische Sequenzen der Buchstaben in einer Zelle DNA-Sequenz (wie ein mutiertes Gen, die eine genetische Störung, zum Beispiel verursacht) jagt. Nachdem diese Zeichenfolge aus Buchstaben identifiziert wurde, ein Enzym – in der Regel cas9 — hackt die DNA an der gewünschten Stelle, die problematische Reihenfolge entfernen. In der Regel Forscher präsentieren ein neues Stück DNA, um die Lücke zu füllen, und sie nutzen die Zelle integrierte Self-repair Mechanismus, es zu tun.

Dieser letzte Schritt kann leider oft zu Problemen, führen, da cas9 ein sehr stumpfes Werkzeug ist. Manchmal, die Zelle wird nicht greifen die neu eingeführte DNA-Stück und wird stattdessen aufs Geratewohl patch zusammen die abgeschnittenen Enden der Doppelhelix. Dieser Prozess oft führt zur Löschung der genetischen Information (das schlechte) und kann auch neue Stützpunkte auf dem Gelände des Bruchs (auch schlecht) einführen. Das Endergebnis ist eine unerwünschte Mutation. Oder zwei.

Frustrierend, führt die alte Methode Erfolgsraten rund 5 Prozent und oft weniger. In dem Bemühen, dieses Problem zu überwinden beschlossen ein Harvard-Forschungsteam unter der Leitung von chemischen Biologe David Liu, das cas9 Enzym aus der Gleichung zu beseitigen. Nature News erklärt:

Sie deaktiviert das Cas9 Enzym, so dass es würde nicht mehr DNA schneiden, dann mit einem chemisch umwandeln einen DNA-Buchstaben zu einem anderen Enzym angebunden: eine Cytosin ('C'), ein Uridin (U). Uridines werden in der Regel in RNA anstelle der DNA gefunden; in der DNA, die Zelle liest sie, als wären sie das ' t ' base, Thymidin. Eine Anleitung RNA würden die Behinderten Cas9 zu seinem Ziel im Genom, direkt, wo das modifizierte Enzym würde die DNA-Sequenz zu ändern anstatt brechen die Helix.

Also die Harvard-Team CRISPR-System modifiziert ist weniger ein "cut and paste" Werkzeug und mehr wie ein echter Redaktionssystem. Bearbeiten sie buchstäblich das Genom im Handumdrehen – und sie haben es bis auf die Ebene der einzelnen Buchstaben. An dieser Stelle ist es nur möglich zwei Arten von Veränderungen in DNA (ein C, U, oder ein G a), aber die Forscher hoffen, ihren Anwendungsbereich zu erweitern.

Um ihre Wirksamkeit zu beweisen, verwendeten die Forscher das Basis-editing-System, um Varianten, verbunden mit der Alzheimer-Krankheit und Brustkrebs zu korrigieren. In einem Reagenzglas arbeitete ihre veränderter Enzym rund 44 Prozent der Zeit. Jedoch sank diese Zahl auf einen enttäuschenden 7,7 Prozent bei Anwendung auf Zellen Leben. Es scheint, dass dieses neue Enzym oft nur ein Strang der DNA, ändert ein Konflikt mit den anderen Strang zu schaffen. Wenn die Zelle dieses Ungleichgewicht korrigiert, kehrt die Arbeit durch das Enzym.

Es ist ein Problem, das offensichtlich behoben werden muss, aber die Forscher sind zuversichtlich, dass es keinen deal Breaker ist. Entsprechend, warnte der Wissenschaftler, dass das Basis-editing System noch Jahre davon entfernt, hilft Menschen mit genetisch bedingten Erkrankungen. Aber wie diese neue Forschung zeigt, wir sind immer deutlich näher.