Newsy

Naukowcy stworzyli rewolucyjny edytor genów. Mogą włączać i wyłączać geny w ludzkim DNA bez jego uszkodzenia [DEPESZA]

2021-04-23  |  06:00
Wszystkie newsy

Dzięki technologii CRISPRoff można wyłączać poszczególne geny w odwracalny sposób, bez trwałej ingerencji w strukturę DNA. Dotychczas stosowany edytor CRISPR-Cas9 przyniósł wprawdzie rewolucyjny postęp w dziedzinie edycji genów, jednak jego użycie wiązało się z trwałą ingerencją w DNA i ryzykiem wystąpienia niepożądanych mutacji. – Możemy teraz wyciszyć dowolną część genomu, dzięki czemu jest to świetne narzędzie do badania jego funkcji – przekonuje Jonathan Weissman, profesor biologii na MIT. Nowa technologia może stanowić klucz do rozwiązania problemu leczenia wielu dziś nieuleczalnych chorób, np. alzheimera.

– Mamy teraz proste narzędzie, które może wyłączyć ogromną większość genów – podkreśla Jonathan Weissman, profesor biologii na MIT, badacz w Howard Hughes Medical Institute oraz Whitehead Institute. – Możemy wyciszyć wiele 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.

W przeciwieństwie do CRISPR-Cas9 edytor ten nie wykorzystuje białka tnącego DNA, tworzącego przerwy w niciach DNA, w które na trwałe wkleja się pożądane sekwencje. W zamian stosuje modyfikacje epigenetyczne, polegające na wyciszaniu lub aktywowaniu poszczególnych genów z użyciem bodźca chemicznego. Projekt opracowania takiego edytora został częściowo sfinansowany z grantu przyznanego w 2017 roku przez Defense Advanced Research Projects Agency.

– Zaledwie po czterech latach od pozyskania grantu technologia CRISPRoff w końcu działa zgodnie z naszymi wyobrażeniami, które pojawiały się do tej pory w filmach science fiction – mówi Luke Gilbert, adiunkt na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco. – To ekscytujące, jak ta technologia działa w praktyce.

Wyciszanie genów odbywa się poprzez metylację, czyli dodawanie znaczników chemicznych do określonych miejsc w nici DNA. Dzięki temu staje się ono niedostępne dla polimerazy RNA – enzymu odczytującego informację genetyczną w sekwencji DNA.

– Dzięki nowej technologii CRISPRoff można dokonać szybkiej ekspresji białek i napisać program, który zostanie zapamiętany i przenoszony przez komórkę w nieskończoność – wskazuje Luke Gilbert. – To zmienia zasady gry, ponieważ teraz możemy zapisać zmianę, która jest przekazywana przez podziały komórek – w pewnym sensie możemy nauczyć się tworzyć wersję 2.0 technologii CRISPR-Cas9.

Naukowcy stworzyli maszynę białkową, która, kierowana przez RNA, może przyczepiać grupy metylowe do określonych miejsc na nici DNA. Zmetylowane geny są następnie wyciszane lub wyłączane. Z uwagi na to, że metoda nie zmienia sekwencji nici DNA, naukowcy mogą odwrócić ten efekt za pomocą enzymów, które usuwają grupy metylowe. Taka możliwość jest przełomowa w porównaniu z edytorem CRIPSR-Cas9. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornii dowiedli, że choć ta technologia przynosiła rewolucyjne zmiany w kontekście możliwości łatwej edycji genów, to jej stosowanie wiązało się z dużym ryzykiem wystąpienia poważnych niepożądanych konsekwencji. Z przeprowadzonego przez nich badania wynika, że w około 16 proc. badanych próbek komórek poddanych modyfikacji CRISPR-Cas9 wystąpiły duże, niezamierzone zmiany.

Metoda CRISPRoff została przetestowana na genie kodującym białko tau, związane z chorobą Alzheimera. Okazało się, że technologia może być użyta do obniżenia ekspresji tau, ale nie do jego całkowitego wyłączenia.

– Udowodniliśmy, że mamy już realną strategię wyciszania białka tau i zapobiegania jego ekspresji – podkreśla Jonathan Weissman. – Pytanie brzmi zatem, jak zastosować to na osobie dorosłej? I czy to naprawdę wystarczyłoby, aby wpłynąć na chorobę Alzheimera? To wciąż otwarte pytania, zwłaszcza to ostatnie.

Tymczasem metoda CRISPR-Cas9 badana jest już pod kątem wykorzystania w leczeniu zakażenia wirusem HIV, zespołu Ushera czy chłoniaka.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Ochrona środowiska

Polska wciąż w unijnym ogonie pod względem rozwoju sektora biogazu. Nie pomogła specustawa, barierą pozostają wysokie koszty

Potencjał produkcyjny polskiego rolnictwa jest jednym z największych w Europie, ale wciąż nie przekłada się to na rozwój sektora biogazu. W rejestrze prowadzonym przez KOWR figuruje w tej chwili zaledwie 167 instalacji biogazowych o łącznej mocy zainstalowanej nieco ponad 156 MW. Pod tym względem Polsce wciąż daleko m.in. do sąsiednich Czech, a do poprawy sytuacji jak na razie nie przyczyniła się nawet wprowadzona w ubiegłym roku specustawa. Barierą pozostają m.in. wysokie koszty. Eksperci wskazują na pilną potrzebę stworzenia impulsów dla rozwoju tego sektora, ponieważ biogazownie odpowiadają na cały szereg problemów związanych nie tylko z transformacją energetyczną.

Edukacja

Szkoły nie przygotowują uczniów na wejście w dorosłość. Oceny wciąż ważniejsze od kompetencji przyszłości i kreatywności

Około 40 proc. uczniów, zarówno szkół podstawowych, jak i średnich, uważa, że popełnienie błędu oznacza, że nie są mądrzy – wynika z raportu „Mogę wszystko. Co na to współcześni uczniowie?” Fundacji Teach for Poland. Obawa przed byciem tak odbieranym powoduje także, że wielu z nich nie zadaje pytań, kiedy czegoś nie wiedzą. – W konsekwencji za kilkanaście lat będziemy społeczeństwem, które będzie się bało innowacji i zmian – ocenia Katarzyna Nabrdalik, prezeska Fundacji Teach for Poland. Wielu uczniów regularnie stawia sobie cele i do nich dąży, ale często kojarzą się one z ocenami. To wyniki w nauce, a nie rozwój umiejętności, są traktowane jako wyznacznik sukcesu.

Transport

Zbliża się koniec ery tradycyjnych biletów komunikacji miejskiej. Pasażerowie wolą rozwiązania mobilne

Tradycyjne bilety komunikacji miejskiej powoli przechodzą do lamusa. Technologie zbliżeniowe oraz dedykowane aplikacje mobilne wypierają kartonikową formę biletów. Często jedynym potwierdzeniem zapłaty za przejazd jest wirtualny zapis w telefonie lub wyłącznie w systemie centralnym, gdzie jest on przypisany karcie płatniczej pasażera. Takie rozwiązania zaczynają dominować w sprzedaży jednorazowych biletów. Kolejnym milowym krokiem może być wykorzystanie sztucznej inteligencji.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.