Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Ny genomredigeringsmetode "kutter tilbake" på uønskede genetiske mutasjoner

What NOT to do in NEW YORK CITY (Juni 2019).

Anonim

Genterapi er en fremvoksende strategi for å behandle sykdommer forårsaket av genetiske abnormiteter. En form for genterapi involverer direkte reparasjon av et defekt gen, ved hjelp av genomredigeringsteknologi som CRISPR-Cas9. Til tross for det terapeutiske potensialet, kan genomredigering også introdusere uønskede og potensielt skadelige genetiske feil som begrenser dets kliniske gjennomførbarhet. I en studie publisert i Genome Research rapporterer forskere med fokus på Osaka University bruk av en modifisert versjon av CRISPR-Cas9 som kan redigere gener med vesentlig færre feil.

annonse


CRISPR-Cas9 virker gjennom den kombinerte virkningen av Cas9-proteinet, som kutter DNA, og et kort styrende RNA (sgRNA), som forteller Cas9 hvor å lage kuttet. Sammen, lar disse to molekylene nesten ethvert gen i genomet være målrettet for redigering. Den største utfordringen er imidlertid å finne en måte å gjøre spesifikke endringer på et gen når det er blitt målrettet.

"Cas9 spalter DNA på begge strenger, i hovedsak splitter målgenet i to, " forklarer hovedforsker Shinichiro Nakada. "Cellen forsøker å reparere skadene ved å ligere de to stykkene sammen igjen, men sluttresultatet er upresent og ofte etterlater utilsiktede mutasjoner."

Cellene har en presis form for reparasjon som bruker donor-DNA som en mal for å korrigere skade. Malen fungerer som en molekylærblåkopi, slik at cellen kan reparere DNA med mye større nøyaktighet. Viktig er at ved å gi celler en annen utskrift, med andre ord, ved å introdusere fremmed donor-DNA i en celle, kan svært nøyaktige endringer gjøres til et defekt gen.

"Problemet er at Cas9 spaltning sjelden repareres av den nøyaktige ruten, " tilføyer Nakada. "Vi brukte i stedet en modifisert Cas9 som bare" nicks "DNA i en streng, i stedet for å kutte begge strengene. Vi oppdaget at når vi nikker både målgenet og donor-DNA, kan vi i hovedsak kommandere nøyaktig reparasjon for å gjøre nøyaktige endringer i målet gen."

Forskerne fant at nicking-teknikken, som de betegner Single Nicking i målet Gene and Donor (SNGD), undertrykker kraftig mengden av utilsiktet genetisk mutasjon i forhold til den konvensjonelle metoden. I et forsøk gjorde standardteknikken potensielt skadelige feil over 90% av tiden, mens SNGD gjorde så mindre enn 5% av tiden. Det er viktig at denne presisjonen ikke svekket den generelle ytelsen til tilnærmingen, som effektivt oppnådde de ønskede genetiske endringene.

"Vår studie er et prinsippsbevis om at mål-donor nicking kan oppnå nøyaktig genomredigering uten DNA-spaltning, noe som har betydelige konsekvenser for bruk i medisin, sier Nakada. "Det er mange sykdommer som et presist Cas9-system som dette vil gjøre genterapi mer kostnadseffektiv og tryggere. Vi er veldig glade for å se hvordan denne teknikken vil bli innlemmet i det nåværende paradigmet til genredigeringsteknologier."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Osaka University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kazuhiro Nakajima, Yue Zhou, Akiko Tomita, Yoshihiro Hirade, Channabasavaiah B. Gurumurthy, Shinichiro Nakada. Nøyaktig og effektiv nukleotid substitusjon nær genomisk nick via ikke-kanonisk homologi-rettet reparasjon . Genomforskning, 2017; DOI: 10.1101 / gr.226027.117