Naukowcy z Harvardu stworzyli technikę RLR do edycji genów, która może konkurować z CRISPR i wykorzystuje segmenty bakteryjnego DNA zwane retronami.
Naukowcy z Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering stworzyli nowe narzędzie do edycji genów, które umożliwia naukowcom jednoczesne wykonywanie milionów eksperymentów genetycznych. Nazywają to techniką Retron Library Recombineering (RLR) i wykorzystuje segmenty bakteryjnego DNA zwane retronami, które mogą wytwarzać fragmenty jednoniciowego DNA.
Jeśli chodzi o edycję genów, CRISPR-Cas9 jest obecnie prawdopodobnie najbardziej znaną techniką. W ciągu ostatnich kilku lat wywoływał falę odkryć w świecie nauki, dając naukowcom narzędzie, którego potrzebują, aby móc łatwo zmieniać sekwencje DNA. Jest dokładniejszy niż poprzednio stosowane techniki i ma wiele potencjalnych zastosowań, w tym terapie ratujące życie w przypadku różnych chorób.
Jednak narzędzie ma pewne poważne ograniczenia. Dostarczenie materiałów CRISPR-Cas9 w dużych ilościach może być trudne, co pozostaje problemem dla badań i eksperymentów. Ponadto sposób działania tej techniki może być toksyczny dla komórek, ponieważ enzym Cas9 – molekularne „nożyczki” odpowiedzialne za cięcie nici DNA – często tnie również miejsca inne niż docelowe.
CRISPR-Cas9 fizycznie tnie DNA, aby włączyć zmutowaną sekwencję do jego genomu podczas procesu naprawy. Tymczasem retrony mogą wprowadzić zmutowaną nić DNA do replikującej się komórki, dzięki czemu nić może zostać włączona do DNA komórek potomnych. Co więcej, sekwencje retronów mogą służyć jako „kody kreskowe” lub „plakietki”, umożliwiając naukowcom śledzenie osobników w puli bakterii. Oznacza to, że można ich używać do edycji genomu bez uszkadzania natywnego DNA i można ich używać do wykonywania wielu eksperymentów w jednej dużej mieszaninie.
Naukowcy z Instytutu Wyss przetestowali RLR na bakteriach E. coli i odkryli, że 90 procent populacji włączyło sekwencję retronu po dokonaniu kilku poprawek. Udało im się również udowodnić, jak przydatne może być to narzędzie w masowych eksperymentach genetycznych. Podczas swoich testów byli w stanie znaleźć mutacje oporności na antybiotyki u E. coli poprzez sekwencjonowanie kodów kreskowych retronów zamiast sekwencjonowania poszczególnych mutacji, co znacznie przyspieszyło ten proces.
Współautor badania, Max Schubert, wyjaśnił:
RLR umożliwiło nam zrobienie czegoś, czego nie da się zrobić z CRISPR: losowo pocięliśmy genom bakterii, zamieniliśmy te fragmenty genów w jednoniciowe DNA in situ i wykorzystaliśmy je do przeszukania milionów sekwencji jednocześnie. RLR jest prostsze i bardziej elastyczne narzędzie do edycji genów, które można wykorzystać w wysoce multipleksowych eksperymentach, co eliminuje toksyczność często obserwowaną w CRISPR i daje możliwość naukowcom do badania mutacji na poziomie genomu (…)
Przez długi czas CRISPR był uważany za dziwną rzecz, którą robią bakterie, a odkrycie, jak go wykorzystać do inżynierii genomu, zmieniło świat. Retrony to kolejna innowacja bakteryjna, która może również zapewnić kolejne ważne odkrycia w medycynie.
Przed szerokim zastosowaniem RLR jest jeszcze wiele do zrobienia, w tym poprawa i standaryzacja szybkości edycji. Zespół uważa jednak, że może to „prowadzić do nowych, ekscytujących i nieoczekiwanych innowacji”.
źródło: Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering | Engadget
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.