Гарвард, Массачусетский технологический колледж Сделать противоречивый инструмент для редактирования генов CRISPR Более мощный
Оглавление:
- Ученые решают проблему доставки
- Меньший фермент, эффективный при разработке генов
- Редактирование ДНК устраняет этические барьеры
Недавние достижения в области редактирования ДНК имеют потенциал для лечения более широкого круга заболеваний человека, чем когда-либо прежде. Но ученым все же необходимо решить проблему внесения этих изменений во все клетки тела, которые в них нуждаются.
Теперь группа исследователей из Института широкого спектра в Гарвардском университете и Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) определила меньший фермент, который облегчит доставку оборудования для редактирования генов непосредственно в клетки внутри организма.
рекламаРекламаЭта новейшая система редактирования генома, известная как CRISPR, уже используется для точного изменения ДНК лабораторных животных.
Исследователи надеются, в конечном счете, нацелить человеческие болезни на метод. Отключая или изменяя гены в клетках человека, ученые однажды могут быть способны лечить заболевания от кистозного фиброза до сердечных заболеваний и диабета.
В случае некоторых болезней ученые могут извлекать стволовые клетки из крови и изменять их с помощью CRISPR. Затем они возвращают измененные клетки к телу пациента.
РекламаОднако для других заболеваний ученым необходимо использовать отключенный вирус для доставки всей системы CRISPR в ячейки. Этот пакет должен включать бактериальный фермент, известный как Cas9, который делает разрезы в ДНК и фрагмент РНК, который направляет фермент в нужное место.
Одиночная инъекция может постоянно снижать уровень холестерина, риск сердечных приступов »
РекламаРекламаУченые решают проблему доставки
Один из самых перспективных средств доставки или векторов для доставки CRISPR в люди являются адено-ассоциированным вирусом (AAV). Этот вектор, как известно, не вызывает заболевания человека и уже одобрен в Европе для использования в клинических испытаниях.
Однако AAV имеет ограниченную грузоподъемность. Это затрудняет упаковку всех частей, необходимых для редактирования генома.
Одним из решений было бы найти вектор, который может нести больше. Но AAV уже имеет проверенный послужной список. Вместо этого исследователи из Broad Institute приступили к поиску меньшего фермента Cas9, который легче вписывался в AAV.
Это включало просеивание через 600 или около того ферментов Cas9 из разных штаммов бактерий. Исследователи сузили этот список до шести потенциальных кандидатов.
«К счастью, один из этих меньших белков Cas9 оказался подходящим для разработки методологии, описанной в этой статье», - сказал Евгений Конин, старший научный сотрудник Национального центра биотехнологической информации, и автор статьи по исследованию, в пресс-релизе.
РекламаРекламаФермент Cas9, представленный в статье, опубликованной сегодня в Nature, из бактерий Staphylococcus aureus, которые могут вызвать стафилококковые инфекции у людей.Он на 25 процентов меньше, чем тот, который в настоящее время используется с CRISPR, который составляет от Streptococcus pyogenes.
Ученые могут теперь редактировать геном человека, одно письмо за раз »
Меньший фермент, эффективный при разработке генов
С проблемой решения проблемы упаковки исследователи решили проверить, работал ли меньший фермент Cas9, а также текущей версии.
РекламаОни рассмотрели количество непреднамеренных разрезов или ошибок, сделанных Cas9 в других областях ДНК. В этом отношении меньший Cas9 был столь же точным, как и фермент от S. Пирролидонилпептидаза.
Этот новый Cas9 обеспечивает эшафот, чтобы … помочь нам создать лучшие модели болезней, определить механизмы и разработать новые методы лечения. Фэн Чжан, Технологический институт МассачусетсаДалее, исследователи поставили меньший Cas9 для работы над потенциальным лечением сердечных заболеваний. Исследователи ввели систему доставки AAV - с меньшим размером Cas9 в буксир - в печень мышей.
РекламаРекламаЦелью для Cas9 был ген под названием PCSK9, который ассоциируется с высоким уровнем холестерина и сердечными заболеваниями. После доставки Cas9 сделал разрезы этого гена, эффективно отключив его.
Через неделю после лечения уровень холестерина у мышей снизился. Эти эффекты продолжались до месяца.
Эта технология далека от лечения болезней у людей. Как и другие перспективные методы редактирования генов, CRISPR, вероятно, испытает неудачи на этом пути.
РекламаНо успех исследователей добавляет инструменты, доступные для редактирования генов людей.
«Наша долгосрочная цель - разработать CRISPR как терапевтическую платформу», - сказал ведущий исследователь команды Фэн Чжан, член Broad Institute и исследователь Института МакГоверна для исследования мозга MIT. «Этот новый Cas9 предоставляет эстафету для расширения нашего репертуара Cas9 и помогает нам создавать лучшие модели болезней, выявлять механизмы и разрабатывать новые методы лечения. "
РекламаРекламаГеномика против генетики: сделайте более внимательный взгляд»
Редактирование ДНК устраняет этические барьеры
CRISPR также сталкивается с другими проблемами, прежде чем он может быть широко использован для лечения заболеваний человека.
Во-первых, это его безопасность. CRISPR быстрее и проще в использовании, чем другие методы редактирования генов. Но это не значит, что это более точно. Отсекающие отрезки ДНК могут возникать, когда последовательность подобна, но не идентична направляющей РНК. Это может привести к непредвиденным и потенциально смертельным последствиям для здоровья.
Точный характер метода редактирования генов также поставил этические вопросы. Эта техника может быть использована для лечения болезни, но ее также можно использовать для улучшения качества, такого как интеллект или физический облик у так называемых «дизайнерских детей». «
Некоторые из этих изменений могут быть внесены в зародышевую линию человека - сперму, яйца и эмбрионы - поэтому они будут переданы будущим поколениям.
Я лично считаю, что мы просто недостаточно умны … чувствовать себя комфортно в отношении последствий изменения наследственности даже у одного человека.Д-р Дэвид Балтимор, Калифорнийский технологический институтВ ответ на эту угрозу группа биологов, включая изобретателя подхода CRISPR, призвала к всемирному запрету на использование этой техники у людей любым способом, который мог бы передаваться потомству.
Мораторий предоставит ученых, этики и общественное время для изучения потенциального воздействия этого метода.
«Мы беспокоимся о том, чтобы люди вносили изменения, не зная, что означают эти изменения в плане общего генома», - сказал д-р Дэвид Балтимор, член группы, в интервью New York Times. «Я лично считаю, что мы недостаточно умны и не будем очень долгое время чувствовать себя комфортно в отношении последствий изменения наследственности даже у одного человека. «
Дизайнерские дети могут быть правы вокруг угла»
