Wissenschaftler haben einen „Ein- und Ausschalter“ für die Geneditierung erfunden

Das CRISPR-Cas9-Geneditierungssystem, das die Gentechnik in den letzten zehn Jahren revolutioniert hat, umfasst das Schneiden von DNA-Strängen, ein Prozess, der schwer zu kontrollieren ist und zu unerwünschten genetischen Veränderungen führen kann. Dank Forschern am MIT und der University of California in San Francisco (UCSF) kann eine neue Gen-Editing-Technik namens CRISPRoff dies ändern. Laut einer Pressemitteilung.

Diese Technik, die in einem am 9. April in Cell veröffentlichten Forschungsbericht beschrieben wurde, ist im Gegensatz zur traditionellen CRISPY-Technik reversibel, und die eingeführten Änderungen können sogar auf zukünftige Zelllinien übertragen werden. Dieses zerstörungsfreie Gen-Editing-Protein fungiert als einfaches Abschalten von Genen und stellt die Vorteile des weit verbreiteten CRISPR-Cas9-Systems wieder her, ohne das genetische Material der Zellen zu beschädigen.

Schneller Vorlauf vier Jahre [from the initial grant]Schließlich arbeitet CRISPRoff wie vorgesehen in Science-Fiction-Manier. “ Sagt Co-Autor Luke Gilbert. „Es ist aufregend zu sehen, wie es in der Praxis so gut funktioniert.

„Die große Geschichte hier ist, dass wir jetzt ein einfaches Werkzeug haben, mit dem die überwiegende Mehrheit der Gene zum Schweigen gebracht werden kann“, sagt Jonathan Weissman, Professor für Biologie am Massachusetts Institute of Technology und Forscher am Howard Hughes Medical Institute. „Wir können dies für mehrere Gene gleichzeitig tun, ohne dass DNA-Schäden auftreten, mit großer Homogenität und auf eine Weise, die reversibel ist. Es ist ein großartiges Werkzeug zur Kontrolle der Genexpression.“

Gentechnik 2.0

in einem Klassischer CRISPR-Cas9Das Ergebnis ist schwer zu begrenzen, da die Forscher eine Gelegenheit für eine andere Art von Geneditor sahen.

Die Forscher entwickelten eine kleine Proteinmaschine, um einen Gen-Editor zu erstellen, der die natürliche DNA-Methylierung nachahmen kann, einen genetischen Mechanismus, der durch Hinzufügen einer Methylgruppe (CH3) zur DNA auftritt. Die Maschine, die von winzigen RNAs geleitet wird, kann Methylgruppen in bestimmte Punkte auf dem Band umwandeln. Die Methylierungsgene werden dann „zum Schweigen gebracht“ oder ausgeschaltet, daher der Name der Maschine.

Dies verändert die DNA-Strangsequenz nicht und ermöglicht es den Forschern, den Silencing-Effekt mithilfe von Enzymen umzukehren, die Methylgruppen entfernen. Forscher haben diese Methode Crisperon genannt.

Die Forscher entdeckten, dass sie diesen Ein- und Ausschalter verwenden können, um die Mehrheit der Gene in zu erreichen Menschliche Gene. Darüber hinaus arbeitete es mit denselben Genen sowie mit anderen Bereichen der DNA, die die Genexpression steuern, ohne die Proteine ​​zu codieren.

Darüber hinaus wurden große Methylierungsregionen, sogenannte CpG-Inseln, die für den DNA-Methylierungsmechanismus als wesentlich angesehen wurden, von CRISPRoff zum Schweigen gebracht.

CRISPRoff für praktische Anwendungen

Die Methode wurde an induzierten Stammzellen getestet, bei denen es sich um Zellen handelt, die sich in andere Zelltypen im Körper verwandeln können. Als Forscher ein Gen in Stammzellen zum Schweigen brachten und sie zur Transformation in Neuronen stimulierten, wurde beobachtet, dass das Gen in 90% der Zellen still blieb. Dies zeigt, dass die Zellen das Gedächtnis der epigenetischen Modifikationen bewahren, die vom CRISPRoff-System vorgenommen wurden.

In einer anderen Studie verwendeten die Forscher Technologie, um das Tau-Protein zum Schweigen zu bringen, das im Gehirn Blöcke bilden kann, die Gedächtnisverlust verursachen und an denen es beteiligt ist Alzheimer-ErkrankungIn Nervenzellen. Es wurde beobachtet, dass CRISPRoff verwendet werden konnte, um die Tau-Expression zu reduzieren, obwohl es nicht vollständig abgesetzt wurde. „Wir haben gezeigt, dass dies eine praktikable Strategie ist, um das Tau zum Schweigen zu bringen und die Produktion dieses Proteins zu verhindern“, sagt Weisman. „Die Frage ist dann, wie Sie dies einem Erwachsenen mitteilen. Wird es wirklich ausreichen, die Alzheimer-Krankheit zu beeinflussen? Dies sind große offene Fragen, insbesondere die letzteren.“

Die Forscher suchen nun nach neuen Wegen, um die Gen-Editing-Technologie anzuwenden. Mit der neuen CRISPRoff-Technologie können Sie [express a protein briefly] Um ein Programm zu schreiben, das von der Zelle auf unbestimmte Zeit gespeichert und ausgeführt wird „, sagt Gilbert. Es ändert das Spiel, also schreiben Sie jetzt eine Änderung, die Abschnitte des Bienenstocks durchläuft. In gewisser Weise können wir lernen, CRISPR-Cas9 Version 2.0 sicherer und effektiver zu machen, und es kann all diese anderen Dinge tun Gut. “