Para saintis membentangkan versi baharu alat penyunting gen yang terkenal CRISPRyang boleh “menjeda” gen yang diberikan buat sementara waktu dan bukannya mematikannya secara kekal.
Revolusi CRISPR bermula pada 2012 apabila Jennifer Doudna Dan Emmanuel Charpentier – Sekarang Pemenang Nobel – menerbitkan penemuan mereka teknologi penyuntingan gen baharu lebih tepat dan cekap daripada apa-apa yang dicuba sebelum ini. CRISPR telah mengubah penyelidikan genetik dan baru-baru ini diluluskan untuk terapi gen pertama seumpamanya untuk orang yang mempunyai penyakit darah.
Sistem CRISPR asal berfungsi dengan mengenali urutan DNA tertentu dan kemudian memotong bahagian untaian DNA itu, pada dasarnya mematikan gen secara kekal. Malangnya, kaedah ini datang dengan risiko, seperti pemotongan “luar sasaran” yang merosakkan gen yang salah.
Walau bagaimanapun, kini penyelidik dari Universiti Vilnius di Lithuania telah memperkenalkan kit alat genetik baharu yang lebih serba boleh dipanggil sistem CRISPR Jenis IV-A. Diterangkan dalam kajian yang diterbitkan pada 29 Oktober dalam jurnal. Komunikasi semula jadiSistem ini menyahaktifkan gen buat sementara waktu, memberikan penyelidik lebih kawalan ke atas aktiviti gen.
Sistem CRISPR Jenis IV-A tidak memotong DNA. “Sistem jenis IV-A benar-benar unik dalam aktiviti molekulnya,” pengarang kanan kajian itu. Patrick Pauschpenyelidik genetik dan profesor di Universiti Vilnius, memberitahu Live Science dalam e-mel. “Kebanyakan sistem CRISPR lain… sebaik sahaja mereka menemui gen, mereka memotongnya dan itu sahaja! Sebaliknya, sistem Jenis IV-A secara berterusan menyasarkan gen yang diminati, mengurut DNAnya dengan berkesan, jika anda mahu.”
Bersambung: CRISPR “akan menyediakan rawatan untuk penyakit genetik yang sebelum ini tidak boleh diubati,” kata ahli biokimia terkenal Virginijus Siksnis.
Sistem jenis IV-A ialah pertama kali ditemui pada 2018dan dalam beberapa penerbitanPara saintis melaporkan bagaimana sistem secara amnya berfungsi. Dalam kajian baharu mereka, Pausch dan rakan-rakannya mendedahkan struktur terperinci molekul sistem CRISPR jenis IV-A. Mereka menggunakan mikroskop cryo-elektron, teknik di mana protein beku dihujani dengan elektron untuk mencipta imej tiga dimensi molekul.
Para penyelidik menunjukkan bahawa dengan membongkar heliks berganda DNA, sistem Jenis IV-A boleh secara stabil tetapi secara berbalik menyekat aktiviti gen tanpa perlu memotong DNAnya.
“Kekuatan kaedah ini ialah ia menekan ekspresi gen tanpa mengubah urutan DNA,” Ryan Jacksonseorang ahli biokimia di Universiti Utah yang tidak terlibat dalam kajian itu memberitahu Live Science melalui e-mel. “Strategi ini mungkin amat berguna dalam makmal penyelidikan, di mana seorang saintis mungkin ingin mematikan ekspresi muka untuk seketika, tetapi kemudian menghidupkan semula ekspresi untuk memerhatikan hasilnya.”
Pausch berkata penyelidikan mereka meletakkan asas untuk versi masa depan sistem. “Kami mencirikan proses molekul yang mendasari aktiviti ini, membolehkan kami menyesuaikan sistem ini untuk aplikasi penyuntingan genom generasi akan datang,” katanya. Sistem yang diterangkan dalam kertas itu menggunakan satu kelas enzim untuk melepaskan DNA, tetapi enzim lain boleh digunakan. Sebagai contoh, terdapat enzim yang boleh mengawal selia epigenetik mempengaruhi gen tertentu, iaitu faktor yang mempengaruhi aktiviti gen tanpa mengubah urutan DNAnya.
Sistem ini juga boleh menyenyapkan gen yang terletak jauh dari urutan DNA sasaran asal. Itu kerana para penyelidik menggunakan enzim yang dipanggil DinG, yang mampu melepaskan heliks ganda DNA dan kemudian bergerak di sepanjang helai DNA.
“Mekanisme pembungkaman jarak jauh ini berbeza daripada kaedah sedia ada yang lain, yang bergantung pada interaksi langsung dengan urutan yang akan disenyapkan,” kata Jackson. “Alat sedemikian boleh membantu saintis lebih memahami cara kompleks di mana aktiviti gen dikawal, ” katanya. .
Pada masa hadapan, Pausch dan rakan-rakannya berharap dapat mengisi lebih banyak butiran yang hilang tentang cara sistem berfungsi, terutamanya bagaimana CRISPR dan molekul enzim berubah bentuk apabila gen disenyapkan. Dari situ, pasukan berharap untuk mula meneroka aplikasi terapeutik yang berpotensi untuk teknologi itu.
Salah satu cara untuk melihat sistem yang digunakan dalam perubatan adalah sebagai platform untuk editor genom generasi akan datang. Editor ini boleh terus mengedit beberapa huruf kod DNA; meningkatkan atau mengurangkan sementara ekspresi gen tertentu; atau edit”epigenome“Alat ini boleh digunakan di klinik untuk merawat penyakit begitu juga dalam bidang pertanian untuk meningkatkan hasil atau mengurangkan sisa makanan.
Pernahkah anda terfikir kenapa sesetengah orang membina otot lebih mudah daripada yang lain atau kenapa jeragat keluar di bawah sinar matahari?? Hantarkan soalan anda kepada kami tentang cara tubuh manusia berfungsi [email protected] dengan tema “Health Desk Q” dan anda akan dapat melihat jawapan kepada soalan anda di laman web!
