Sposób na edycję genów z dużą precyzją

Foto: Christine Daniloff/iMol

Grupa badaczy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) oraz Uniwersytetu Rockefellera opracowała nową technikę edycji (rearanżacji) genomu żywych komórek. Metoda ta pozwala dokładniej kontrolować miejsce wprowadzania lub wycinania genów. Według naukowców daje to ogromne możliwości dla dalszego rozwoju inżynierii genetycznej, w szczególności w otrzymywaniu organizmów transgenicznych i opracowywaniu terapii leczenia chorób.

Nowa technika jest według jej autorów dużo bardziej przyjazna dla użytkownika. Wykorzystując bakteryjne kompleksy białko-RNA występujące w stanie naturalnym, które rozpoznają i przycinają wirusowe DNA, naukowcy mogą konstruować kompleksy RNA edytujące DNA, które obejmują nukleazę Cas9. Enzym ten ma zdolność wiązania krótkich sekwencji RNA, zaprojektowanych tak, aby rozpoznawały określone miejsca w genomie. W chwili odnalezienia właściwej lokalizacji, Cas9 tnie DNA. Opracowana technika daje możliwość blokowania funkcji genu, jak i jego wymiany. W wypadku wymiany genów, niezbędne jest wprowadzenie matrycowego DNA dla nowego genu.

Używana powszechnie do tej pory metoda rearanżacji genomu poprzez homologiczną rekombinację, pomimo wielu ulepszeń, jest mniej wydajna. Z kolei stosowanie kompleksów nukleaz zwanych TALENs (transcription activator – like efektor nuclease), które precyzyjnie tną poszczególne fragmenty DNA, jest zbyt drogie.

Zaproponowana przez naukowców z MIT i Rockefeller University technika umożliwia każdemu skonstruowanemu kompleksowi RNA, lokalizować wiele miejsc w genomie, co zwiększa wydajność procesu. Zaletą nowej techniki jest także jej precyzja – nawet jedna, różniąca się para zasad azotowych między wprowadzonym kompleksem RNA i docelową sekwencją genomową powoduje dezaktywację Cas9.

Wśród zastosowań nowej techniki, wymienia się poszukiwania nowych terapii w leczeniu choroby Huntingtona, którą wywołuje mutacja jednego genu. Inną możliwością użycia nowej techniki jest terapia leczenia HIV poprzez dezaktywację genu receptora CCR5, za pośrednictwem którego HIV dostaje się do komórek odpornościowych. Autorzy nowej techniki upatrują w niej również dużego potencjału dla badań nad chorobami poprzez wywoływanie mutacji w obrębie komórek macierzystych.

(pj)