Naukowcy stworzyli przycisk „wstecz” w edycji genomu. Zamiast ciąć DNA, będą wyłączać fragmenty kodu
Bardzo dobra wiadomość - naukowcom z MIT udało się ulepszyć metodę edycji genów CRISPR. Nowa wersja nazywa się CRISPRoff i pozwala na o wiele mniej inwazyjną edycję kodu genetycznego. Być może jest to pierwszy krok w stronę szerszego zastosowania edycji DNA u ludzi.
Największą bolączką metody CRISPR-Cas9 było to, że edycja genomu z jej użyciem polegała na zastosowaniu białka tnącego nić DNA. Oznacza to tyle, że zmiany wprowadzane za pomocą tej metody były trwałe, co w połączeniu z badaniami, które wykazały, że same cięcia nie zawsze były dostatecznie precyzyjne oznaczało, że CRISPR-Cas9 jest zbyt niedokładną metodą, żeby móc stosować ją bezpiecznie na ludziach. Z przeprowadzonych badań wynika bowiem, że w ok. 16 proc. komórek edytowanych za pomocą tradycyjnej metody CRISPR nastąpiły dość poważne i nieplanowane zmiany wynikające z nieprecyzyjnie wykonanych cięć.
CRISPRoff zmienia ten stan rzeczy
Nowy sposób edycji pozwala na dezaktywację poszczególnych genów, bez ich wycinania. Oznacza to, że cały proces nie powoduje trwałej ingerencji w strukturę DNA i jest rzecz jasna w pełni odwracalny. Jak to działa? Zamiast białka tnącego, autorom tej nowej metody udało się zastosować proces metylacji, który polega na dodawaniu znaczników chemicznych do wskazanych miejsc w sekwencji nici DNA, które sprawiają z kolei, że taki kawałek kodu jest niedostępny dla polimerazy RNA. Polimeraza to enzym odpowiedzialny za odczytywanie danych z sekwencji DNA. Jeśli więc nie może odczytać danego kawałka kodu, musi go pomiąć, sprawiając że ekspresja danego genu, zapisana na tym kawałku jest czasowo wyciszana.
Sam proces edycji genów nową metodą odbywa się za pośrednictwem specjalnej maszyny białkowej, sterowanej przez RNA, która umieszcza grupy metylowe (odpowiedzialne za metylację) w ściśle określonych miejscach na nici DNA. W teorii, bez usunięcia grup metylowych za pomocą aplikacji odpowiednich enzymów, dany kawałek kodu genetycznego może zostać wyciszony w nieskończoność, powodując tym samym, że zmodyfikowany kod genetyczny będzie replikowany przez wszystkie nowe komórki w organizmie.
Bez trwałej edycji DNA będziemy mogli zaprogramować maszynę białkową, by wyciszyła geny rakowe
A w razie pomyłki lub chęci dalszej modyfikacji, wystarczy zmodyfikować parametry takiego programu. Bez bezpowrotnej utraty jakiegokolwiek kawałka kodu zapisanego w DNA.
Na razie metoda ta testowana jest na genie odpowiedzialnym za kodowanie białka tau, podejrzewanym przez naukę o związek z chorobą Alzheimera. Gen w warunkach laboratoryjnych udało się wyciszyć.
Sam projekt opracowania nowej metody edycji genów został w większości sfinansowany z dotacji przekazanej naukowcom w 2017 r. przez amerykańską Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (DARPA).
