Przełomowa technologia CRISPR pozwala z łatwością włączać i wyłączać geny

CRISPR-Cas9 to rewolucyjne narzędzie do edycji genów, które umożliwia naukowcom zmianę kodu DNA organizmu. Szybko stało się jednym z najważniejszych osiągnięć medycyny naszych czasów.

CRISPR

Możliwości ukierunkowanej edycji genetycznej są ogromne, przynajmniej teoretycznie. Każda nowa innowacja daje nadzieję milionom ludzi z dziedzicznymi zaburzeniami. Jednak jak wszystko, CRISPR-Cas9 nie jest doskonały.

Zdarza się, że za pomocą metody zmieniane są fragmenty DNA, które nie powinny, a czasem CRISPR-Cas9 nie nadaje się do użycia przeciwko określonej chorobie. Niemniej jednak naukowcy nieustannie pracują nad udoskonaleniem narzędzia.

Prace doprowadziły zespół z Weissman Lab w Whitehead Institute do opracowania nowej technologii o nazwie CRISPRon i CRISPRoff. Teraz można celować w określone geny i włączać je lub wyłączać bez zmiany kodu DNA.

Mamy teraz proste narzędzie, które może wyciszyć większość genów. Możemy to zrobić dla wielu genów w tym samym czasie bez jakiegokolwiek uszkodzenia DNA, z dużą dozą jednorodności i w sposób, który można odwrócić. To świetne narzędzie do kontrolowania ekspresji genów. – relacjonują autorzy

Epigenetyka

W przypadku CRISPR-Cas9 zmiana sekwencji DNA jest trwała, a użycie wewnętrznych mechanizmów organizmu utrudnia precyzyjne namierzenie tego procesu. Naukowcy poszukiwali metody, która może usunąć aktywność genu bez jego fundamentalnej zmiany.

Zespół zwrócił się ku ekspresji genów. W całym genomie są one regularnie włączane i wyłączane za pomocą dodawania prostych grup chemicznych, co nazywa się epigenetyką. Jednym z ważniejszych procesów jest metylacja DNA.

Dodanie grupy metylowej zasadniczo blokuje odczyt genu przez komórkę – jeśli gen jest ukryty, nie zostanie przekształcony w białko i ostatecznie wyciszony. Jeśli to się nie powiedzie, mogą wystąpić różne choroby.

Rewolucyjne narzędzie

Z aktywacją i wyciszaniem wiąże się wiele chorób i nowotworów. CRISPRon/off wykorzystuje modyfikację epigenetyczną do genetycznej edycji DNA, umożliwiając naukowcom „włączanie i wyłączanie” genów według własnego uznania.

Metoda wykorzystuje małe fragmenty RNA, które kierują narzędzie do miejsca docelowego. Technologia może dodawać lub usuwać grupy metylowe z określonych miejsc w genie, modyfikując ich ekspresję.

Ta zmiana jest dziedziczona poprzez podziały komórek, co czyni ją nieocenionym narzędziem do wszystkiego, od zrozumienia genomu po opracowywanie terapii przeciwko chorobom epigenetycznym.

Myślę, że nasze narzędzie naprawdę pozwala nam rozpocząć badanie mechanizmu dziedziczenia, zwłaszcza dziedziczenia epigenetycznego, co jest ogromnym problemem w naukach biomedycznych. – powiedział James Nuñez