artykuły
Udostępnij

CRISPR na diecie

Technika CRISPR-Cas9 jest kluczowym narzędziem w dzisiejszej genetyce, pozwalającym na edycję genów w żyjących organizmach. System CRISPR-Cas9 jest jednak czasami zbyt duży, aby mógł się sprawdzić w niektórych zastosowaniach biomedycznych. Dlatego uczeni wysłali go na „dietę”.

CRISPR na diecie

CRISPR jest skrótowcem od „Clustered Regularly-Interspaced Short Palidromic Repeats”, czyli po polsku „zgrupowanych, regularnie rozproszonych, krótkich, powtarzających się sekwencji palidromowych”. Te fragmenty są niczym innym jak bakteryjną „bazą wirusów”, które zaatakowały daną komórkę bakteryjną. Podobnie jak ludzki układ immunologiczny zapamiętujący, jakie mikroorganizmy go zaatakowały (by szybciej zareagować w wypadku powtórzenia ataku), tak samo bakterie tworzą własne „bazy danych” wirusów. Bakterie do stworzenia swojej bazy danych (czyli CRISPR) potrzebują fragmentów materiału genetycznego wirusa – tu przychodzą z pomocą enzymy, które precyzyjnie wycinają odpowiednie części agresora. Jednym z takich enzymów jest Cas9, syntezowany w bakteriach Streptococcus pyogenes, zbudowany z 1368 reszt aminokwasowych.

Z praktycznego punktu widzenia mechanizm CRISPR-Cas9 służy do bardzo precyzyjnego i taniego cięcia DNA. Część „CRISPR” w technice służy do nawigowania w genomie danego organizmu, zaś część „Cas9” przyłącza się do podwójnej helisy DNA i jak molekularne nożyczki rozcina ją. Mechanizm ten działa nie tylko u bakterii, ale i w innych organizmach żywych, co pozwala na modyfikację materiału genetycznego u nawet dorosłego stworzenia. CRISPR może działać w kilku miejscach DNA jednocześnie, pozwalając na szybkie zmodyfikowanie kilku genów w jednej procedurze.

CRISPR w medycynie

Wielu badaczy wykorzystuje CRISPR-Cas9 do projektowania nowego, biologicznego leczenia. Nieszkodliwe wirusy są wtedy stosowane jako przenośniki edytora CRISPR-Cas9 do określonych komórek ciała. Jednak takie wirusy mają ograniczoną „pakowność” – ładunek, który będą przenosiły nie może być zbyt duży. Czasami zdarza się, że standardowy edytor CRISPR-Cas9 jest zbyt wielki, aby zmieścić go w „transporterze” i ta technika edycji genów nie może być zastosowana w leczeniu.

Dlatego też genetycy, specjalizujący się w technice CRISPR-Cas9 postanowili sprawdzić, czy możliwe jest zmniejszenie części edytora, odpowiedzialnej za molekularne nożyczki, przy zachowaniu funkcjonalności całego narzędzia.

Pół miliona możliwości

Problemem tym zajął się David Savage z University of California w Berkeley, który wraz ze swoim zespołem stworzył ogromną bibliotekę „wyszczuplonych” białek Cas9. Metodę, która posłużyła tej grupie uczonych do „odchudzenia” białek Cas9, nazwano Minimalizacją poprzez Iteracyjną Rekombinację Wykluczającą na Podstawie Rozmiaru (ang. Minimalization by Iterative Size-Exclusion Recombination, MISER).

W technice tej wykorzystano dwa enzymy, które systematycznie cięły DNA genu SpCas9 (z bakterii Streptococcus pyogenes), wycinając w ten sposób fragmenty, kodujące różne fragmenty białka. Następnie każdy z tych genetycznych kawałków sprawdzano pod kątem zachowania zdolności do przyłączania się do DNA. Takie pocięte fragmenty były też ze sobą rekombinowane i w ten sposób uzyskiwano unikalne, skrócone, jednak nadal wiążące się do DNA wersje białka Cas9. Na razie w bibliotece stworzonej przez amerykańskich naukowców znalazło się pół miliona różnych, funkcjonalnych wersji Cas9.

„Odchudzone” zestawy CRISPR-Cas9 niekoniecznie są jednak w stanie zachować pełną funkcjonalność oryginalnego edytora genów. W części przypadków skrócone białko Cas9 potrafi przyłączyć się do odpowiedniego fragmentu DNA, jednak nie jest w stanie go wyciąć. Ale naukowcy są dobrej myśli, ponieważ uważają, że takie nie w pełni funkcjonalne układy mogą posłużyć do dostarczania innych białek w inne miejsce w genomie.

Aktualnie badacze z zespołu Savage’a pracują nad tym, żeby określić, które z zaprojektowanych przez nich „odchudzonych” białek Cas9 ma najlepszy stosunek wielkości do oferowanych możliwości.

 

 

Na podstawie:

J. Cohen, CRISPR is too fat for many therapies, so scientists are putting the genome editor on a diet. Science (2018) doi:10.1126/science.aav2611

 

gorący temat
Newsletter
Wprowadź swój adres e-mail

Administratorem podanych powyżej danych osobowych jest PFM.PL S.A. z siedzibą w Toruniu, ul. Szosa Bydgoska 58. W razie wyrażenia zgody Pani/Pana dane osobowe będą przetwarzane przez PFM.PL S.A. w celu realizacji usługi newslettera (zawierającego m.in. informacje handlowe i marketingowe o produktach i usługach własnych administratora danych oraz podmiotów z nim współpracujących ). Przysługuje Pani/Panu prawo dostępu do treści swoich danych oraz ich poprawiania. Podanie adresu e-mail jest dobrowolne, przy czym niezbędne do korzystania z newslettera.

Oświadczam, że zapoznałem się z Regulaminem i akceptuję jego postanowienia.

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych ( tj. adres e-mail ) przez PFM.PL S.A. z siedzibą w Toruniu, ul. Szosa Bydgoska 58 w celu przesyłania newslettera (zawierającego m.in. informacje handlowe i marketingowe o produktach i usługach własnych administratora danych oraz podmiotów z nim współpracujących ), zgodnie z ustawą o ochronie danych osobowych z dnia 29 sierpnia 1997 roku (t.j. Dz.U. 2016 r. poz. 922 z późn. zm.).

Wyrażam zgodę na otrzymywanie newslettera zawierającego informacje handlowe w rozumieniu ustawy z dnia 18 lipca 2002 r. o świadczeniu usług drogą elektroniczną (t.j. Dz. U. 2016 r. poz. 1030 z późn. zm.) na podany powyżej adres poczty elektronicznej, wysyłanych przez PFM.PL S.A. w imieniu własnym oraz na zlecenie podmiotów współpracujących.

Wyrażam zgodę na używanie przez PFM.PL S.A. z siedzibą w Toruniu, ul. Szosa Bydgoska 58 telekomunikacyjnych urządzeń końcowych i automatycznych systemów wywołujących dla celów marketingu bezpośredniego zgodnie z art. 172 ustawy z dnia 16 lipca 2004 r. Prawo telekomunikacyjne (t.j. Dz. U. z 2014 r. poz. 243 z późn. zm.).

Błąd. Wypełnij poprawnie wymagane pola.
REJESTRACJA
Typ konta
Specjalizacja
 
 
Alergologia
Anestezjologia
Chirurgia
Dermatologia i wenerologia
Diabetolog
Endokrynologia
Farmakologia kliniczna
Gastroenterologia
Geriatria
Ginekologia
Hematologia
Immunologia
Internista
Kardiologia
Medycyna
Nefrologia
Okulistyka
Onkologia
Ortopedia
Otorynolaryngologia
Pediatria
POZ
Psychiatria
Reumatologia
Transplantologia
Urologia
Numer PWZ
Imię
Nazwisko
Adres e-mail (login)
Hasło
Powtórz hasło

Administratorem danych osobowych jest PFM.PL S.A. z siedzibą w Toruniu, ul. Szosa Bydgoska 58. Dane osobowe przetwarzane będą w zakresie dostępu i korzystania z Portalu, a także w celach handlowych, marketingowych, edukacyjnych i statystycznych i nie będą udostępniane innym odbiorcom, zgodnie z Ustawą o ochronie danych osobowych z dnia 29 sierpnia 1997 roku (t.j. Dz.U. 2015 poz. 2135 ze zm.).

Użytkownicy Portalu mają prawo dostępu do treści swoich danych oraz ich poprawiania.

Podanie danych osobowych jest dobrowolne, ale niezbędne do realizacji wskazanych wyżej celów.

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych podanych przeze mnie w toku rejestracji w zakresie dostępu i korzystania z Portalu.

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych podanych w powyższym formularzu w celach marketingowych produktów i usług własnych oraz podmiotów współpracujących.

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych podanych w powyższym formularzu w celach edukacyjnych.

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych podanych w powyższym formularzu w celach statystycznych.

Wyrażam zgodę na otrzymywanie informacji handlowych drogą elektroniczną na podany powyżej adres poczty elektronicznej, wysyłanych przez PFM.PL S.A. w imieniu własnym oraz na zlecenie podmiotów współpracujących, zgodnie z Ustawą o świadczeniu usług drogą elektroniczną z dnia 18 lipca 2002 r. (t.j. Dz. U. z 2013 r. poz. 1422, z 2015 r. poz. 1844).

Wyrażam zgodę na używanie automatycznych systemów wywołujących dla celów marketingu bezpośredniego, zgodnie z ustawą Prawo telekomunikacyjne z dnia 16 lipca 2004 r. (t.j. Dz. U. z 2014 r. poz. 243, 827, 1198, z 2015 r. poz. 1069).

Oświadczam, że zapoznałem się z Regulaminem Portalu Farmaceutyczno Medycznego i akceptuję jego postanowienia.

Błąd. Wypełnij poprawnie wymagane pola.