Harvard, MIT Make Controversial Narzędzie do edycji genów CRISPR Bardziej potężni
Spisu treści:
- Naukowcy rozwiązują problem z dostarczaniem
- Mniejszy enzym skuteczny w edycji genów
- Edycja DNA twarze Etyczne płotki
Ostatnie postępy w redagowaniu DNA mogą potencjalnie leczyć szerszy zakres ludzkich chorób niż kiedykolwiek wcześniej. Ale naukowcy wciąż muszą rozwiązać problem dokonywania tych zmian we wszystkich komórkach ciała, które ich potrzebują.
Teraz grupa badaczy z Broad Institute na Uniwersytecie Harvarda i Massachusetts Institute of Technology (MIT) zidentyfikowali mniejszy enzym, który ułatwi dostarczanie maszyn do edycji genów bezpośrednio do komórek w ciele.
reklamaReklamaTen najnowocześniejszy system edycji genomu - znany jako CRISPR - jest już używany do dokładnych zmian w DNA zwierząt laboratoryjnych.
Naukowcy mają nadzieję, że dzięki metodzie zostaną ostatecznie skierowani na choroby ludzi. Poprzez wyłączenie lub zmianę genów w ludzkich komórkach, naukowcy mogą pewnego dnia być w stanie leczyć choroby, od mukowiscydozy po choroby serca i cukrzycę.
W przypadku niektórych chorób naukowcy mogliby wyodrębnić komórki macierzyste z krwi i zmienić je za pomocą CRISPR. Następnie zwracają zmienione komórki do ciała pacjenta.
OgłoszenieW przypadku innych chorób naukowcy muszą jednak użyć wirusa, który jest wyłączony, aby dostarczyć cały system CRISPR do komórek. Pakiet ten musi zawierać enzym bakteryjny - znany jako Cas9 - który wytwarza fragmenty DNA i kawałek RNA, który prowadzi enzym do właściwej lokalizacji.
Pojedyncze wstrzyknięcie może trwale obniżyć poziom cholesterolu, ryzyko ataku serca »
ReklamaReklamaNaukowcy rozwiązują problem z dostarczaniem
Jeden z najbardziej obiecujących pojazdów dostawczych lub wektorów dostarczających CRISPR w ludzie to wirus związany z adenowirusem (AAV). Ten wektor nie powoduje chorób ludzi i został już zatwierdzony w Europie do stosowania w badaniach klinicznych.
Jednak AAV ma ograniczoną pojemność ładunkową. Utrudnia to pakowanie wszystkich elementów niezbędnych do edycji genomu.
Jednym z rozwiązań byłoby znalezienie wektora, który może nieść więcej. Ale AAV ma już udokumentowane osiągnięcia. Zamiast tego naukowcy z Broad Institute postawili sobie za cel znalezienie mniejszego enzymu Cas9, który łatwiej mieściłby się w AAV.
Obejmowało to przesiewanie przez 600 lub więcej enzymów Cas9 z różnych szczepów bakterii. Badacze zawęzili listę do sześciu potencjalnych kandydatów.
"Na szczęście jedno z tych mniejszych białek Cas9 okazało się odpowiednie do opracowania metodologii opisanej w tym artykule," powiedział Eugene Koonin, starszy badacz z National Center for Biotechnology Information i autor roboczy w sprawie badania, w komunikacie prasowym.
ReklamaReklama Enzym Cas9 przedstawiony w artykule, opublikowanym dzisiaj w Nature, pochodzi z bakterii Staphylococcus aureus, które mogą powodować infekcje gronkowca u ludzi.Jest o 25 procent mniejszy niż obecnie stosowany w CRISPR, który pochodzi z Streptococcus pyogenes.
Naukowcy mogą teraz edytować ludzki genom, jedna litera na raz »
Mniejszy enzym skuteczny w edycji genów
Po rozwiązaniu problemu z pakowaniem naukowcy postanowili sprawdzić, czy mniejszy enzym Cas9 działał tak dobrze, jak aktualna wersja.
Reklama Patrzyli na liczbę niezamierzonych cięć lub błędów, dokonanych przez Cas9 na inne obszary DNA. Pod tym względem mniejszy Cas9 był równie dokładny jak enzym z S. pyogenes.
Ten nowy Cas9 zapewnia rusztowanie, aby … pomóc nam tworzyć lepsze modele chorób, identyfikować mechanizmy i opracowywać nowe metody leczenia. Feng Zhang, Massachusetts Institute of TechnologyNastępnie badacze wprowadzili mniejszy Cas9 do pracy nad potencjalnym leczeniem chorób serca. Naukowcy wstrzyknęli system dostarczania AAV - z mniejszym Cas9 w linię - do wątroby myszy.
ReklamaReklama Celem gry Cas9 był gen o nazwie PCSK9, który wiąże się z wysokim poziomem cholesterolu i chorobami serca. Po dostarczeniu Cas9 dokonał kawałków tego genu, skutecznie go wyłączając.
Tydzień po leczeniu poziom cholesterolu u myszy spadł. Efekty te trwały do miesiąca.
Ta technologia jest daleka od leczenia chorób u ludzi. Podobnie jak inne obiecujące techniki edycji genów, CRISPR prawdopodobnie doświadczy niepowodzeń na swojej drodze.
OgłoszenieAle sukces badaczy dodaje narzędzia dostępne do edycji genów ludzi.
"Naszym długoterminowym celem jest rozwinięcie CRISPR jako platformy terapeutycznej" - powiedział główny badacz zespołu Feng Zhang, członek Broad Institute i badacz w McGovern Institute for Brain Research at MIT. "Ten nowy Cas9 zapewnia rusztowanie do rozszerzenia naszego repertuaru Cas9 i pomaga nam tworzyć lepsze modele chorób, identyfikować mechanizmy i opracowywać nowe metody leczenia. "
ReklamaReklama Genomika a genetyka: spójrz bliżej»
Edycja DNA twarze Etyczne płotki
CRISPR stoi również przed innymi wyzwaniami, zanim będzie można go szeroko stosować w leczeniu chorób ludzi.
Jednym z nich jest bezpieczeństwo. CRISPR jest szybszy i łatwiejszy w użyciu niż inne techniki edycji genów. Ale to nie znaczy, że jest bardziej dokładny. Cięcia poza celami do DNA mogą wystąpić, gdy sekwencja jest podobna, ale nie identyczna z przewodnikiem RNA. Może to mieć niezamierzone - i potencjalnie śmiertelne - konsekwencje zdrowotne.
Dokładny charakter techniki edycji genu również podniósł kwestie etyczne. Technikę tę można wykorzystać do leczenia chorób, ale można ją również wykorzystać do poprawy jakości inteligencji lub wyglądu fizycznego u tak zwanych "projektantek". "
Niektóre z tych zmian można wprowadzić do ludzkiej linii płciowej - spermy, jaj i zarodków - aby zostały przekazane następnym pokoleniom.
Osobiście uważam, że po prostu nie jesteśmy wystarczająco inteligentni … aby czuć się komfortowo w związku z konsekwencjami zmiany dziedziczności, nawet u jednej osoby.Dr David Baltimore, California Institute of TechnologyW odpowiedzi na to zagrożenie, grupa biologów - w tym wynalazca podejścia CRISPR - wezwała do ogólnoświatowego zakazu stosowania tej techniki u ludzi w jakikolwiek sposób, który mógłby przekazać potomstwu.
Moratorium zapewni naukowcom, etykom i społeczeństwu czas na zbadanie potencjalnego wpływu tej metody.
"Martwimy się o ludzi dokonujących zmiany bez wiedzy o tym, co oznaczają te zmiany w kategoriach całego genomu" - powiedział David Baltimore, członek grupy, w New York Times. "Osobiście uważam, że po prostu nie jesteśmy wystarczająco inteligentni - i nie będziemy przez bardzo długi czas - czuli się dobrze, jeśli chodzi o konsekwencje zmiany dziedziczności, nawet u jednej osoby. "
Projektant dzieci może być tuż za rogiem»
