İlk CRISPR tek nükleotid düzenlenmiş transgenik fareler

Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR (Haziran 2019).

Anonim

Kistik fibroz, orak hücreli anemi, Huntington hastalığı ve fenilketonüri, DNA'nın bir yapı bloğu olan tek bir nükleotidin mutasyonunun neden olduğu bozuklukların tüm örnekleridir. İnsan DNA'sı dört tipte yaklaşık 3 milyar nükleotitten oluşur: Adenin (A), sitozin (C), guanin (G) ve timin (T). Bazı durumlarda, sadece bir nükleotidin farkı ciddi sonuçlar doğurabilir. Bilim adamları, yanlış nükleotit yerine doğru olanı koyarak bu hastalıkları iyileştirmeyi umuyorlar. Bununla birlikte, tek bir nükleotitin mevcut gen düzenleme aracı olan CRISPR-Cas9 ile değiştirilmesi teknik olarak zor olmaktadır. Temel Bilim Enstitüsü (IBS) bünyesindeki Genom Mühendisliği Merkezi'ndeki bilim adamları, tek bir nükleotid faresi olan fareler üretmek için popüler gen düzenleme tekniği CRISPR-Cas9'un bir varyasyonunu kullanmışlardır. Bulguları Doğa Biyoteknolojisinde yayınlandı.

En yeni ve son derece başarılı CRISPR-Cas9 tekniği, DNA'nın her iki şeridindeki hatalı nükleotidi keserek ve DNA'nın küçük bir bölümünü keserek çalışır. Tersine, IBS biyologları, bir nükleotitin bir diğerine ikame edilebildiği, bazik Düzenleyici olarak adlandırılan, sitidin deaminaz adlı bir protein ile kaynaşmış olan Cas9 proteininin (nikaz Cas9, nCas9) bir varyasyonunu kullanmıştır. Bu şekilde, hiçbir DNA delesyonu olmaz, sadece bir nükleotit ikamesidir. Bu tip deaminazlar, David Liu'nun Harvard ve Keiji Nishda ve Kobe Üniversitesindeki meslektaşları tarafından 2016 yılında kültür hücre hatları içinde geliştirilmiş ve test edilmiştir. IBS ekibi, tekniği fare embriyolarına uygulayarak daha da geliştirmiştir.

Bilim adamları, distrofin geninde (Dmd) veya tirozinaz geninde (Tyr) tek bir nükleotidi değiştirerek CRISPR-nCas9-sitidin deaminaz füzyonunu farelerde test ettiler. Her iki durumda da başarılı oldular: Dmd genindeki tek nükleotid mutasyonuna sahip olan embriyolar, kaslarında distrofin proteini üretmeyen farelere yol açtı ve Tyr mutasyonu olan fareler albino özelliklerini gösterdi. Distrofin, gerçekten, kas distrofin hastalığı ile bağlantılıdır ve tirozinaz, melanin üretimini kontrol eder.

Ayrıca, bu tek nükleotit ikameleri sadece hedef pozisyonda ortaya çıktı. Bu önemlidir, çünkü sadece doğru nükleotidin ikame edildiği anlamına gelir. Burada ilk defa programlanabilir deaminazların hayvan embriyosundaki temel sübstitüsyonları etkin bir şekilde indüklediğini, hastalık fenotipleri ile mutant fareler ürettiğini gösterdik: Bu bir prensip kanıtı deneyi. Bir sonraki amaç hayvanlarda genetik bir bozukluğun düzeltilmesidir. Bu teknik, insan embriyolarında gen düzeltmesine izin verebilir, "Merkezin Direktörü KIM Jin-Soo ve bu çalışmanın önde gelen yazarını ifade etti.

menu
menu