CRISPR-genredigering tager endnu et stort skridt fremad, rettet mod RNA
Siden den første gang blev demonstreret i 2007, genredigeringsværktøjet CRISPR/Cas9 er blevet brugt til at redigere DNA i et forsøg på at lave organismer som tørkeresistente afgrøder og sygdomsresistente kvæg. I november blev teknologien endda brugt i et forsøg på at behandle en mand med en alvorlig arvelig sygdom.
Nu har et team af forskere fra Salk Institute identificeret en ny familie af CRISPR-enzymer, der er målrettet mod RNA i stedet for DNA, og brugte værktøjet til at adressere proteinubalance i celler isoleret fra en person, der lider af demens.
Anbefalede videoer
"RNA 'beskeder' er nøglemediatorer af mange biologiske processer," Patrick Hsu, en Salk-biologistipendiat, der ledede undersøgelsen, fortalte Digital Trends. "De er den dynamiske pendant til forholdsvis statiske DNA-sekvenser. I mange sygdomme er disse RNA-meddelelser ude af balance, så evnen til at målrette dem direkte og modulere dem på en robust og specifik måde vil være et godt supplement til DNA-redigering."
Hsu fortsatte: "Vores mål var at udforske den naturlige mangfoldighed af CRISPR-systemer gennem hele mikrobielle liv for at finde et RNA-målrettet enzym, der ville være meget robust og specifikt i menneskelige celler."
Relaterede
- CRISPR-genredigering kan hjælpe med at stoppe en almindelig fjerkrævirus i dens spor
- At tømme afgrøder tager normalt århundreder. CRISPR gjorde det lige på to år
Hsu indrømmede, at succesraten for et projekt med så bredt et omfang "generelt set var ret lav", og at et par yderligere krav gjorde deres indsats endnu mere kompleks. For det første var de fast besluttet på at finde en lille CRISPR-variant, der kunne levere RNA viralt til dele af hjernen - en funktion, der er utilgængelig for værktøjer som Cas9. Og værktøjet skulle være mere fleksibelt og effektivt end nutidens guldstandard RNA-målretningsteknologi.
For at finde deres ønskede værktøj oprettede Hsu og hans kolleger først et beregningsprogram, der kæmmede bakterielle DNA-databaser, for mønstrene af gentaget DNA, der signalerer et CRISPR-system, og identificerede en familie af RNA-målrettede enzymer, som de navngav Cas13d. De specificerede derefter deres søgning i Cas13d-familien efter den version, der var mest relevant til brug i humane celler og landede på en tarmbakterie kaldet Ruminococcus flavefaciens XPD3002eller CasRx.
Forskerne konstruerede CasRx til at fungere i menneskelige celler og adressere en form for demens kaldet neurodegenerativ lidelse FTD. For at gøre det pakkede de værktøjet ind i en virus og leverede det til neuroner, der blev dyrket fra stamceller fra en FTD-patient. I en undersøgelse offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Cell viste CasRx 80 procent effektivitet i rebalancering af tau-proteiner, som er impliceret i varianter af demens, herunder Alzheimers sygdom.
"Dette værktøj vil være meget nyttigt til at studere RNA-biologi på kort sigt og forhåbentlig til behandling af RNA-relaterede sygdomme i fremtiden," sagde Hsu. "Genredigering fører til ændringer i en genomsekvens gennem DNA-udskæringer, og dens virkninger er permanente i en redigeret celle... RNA-målretning med CasRx kan bruges til at generere forbigående eller graduerede ændringer uden at inducere DNA-skade, såsom at genoprette RNA-niveauer til et sundt stat."
Redaktørens anbefalinger
- Drop ikke din kost endnu, men forskere har opdaget, hvordan CRISPR kan forbrænde fedt
- CRISPR-Cas9-genredigering kunne en dag ’slukke’ HIV-virus i kroppen
- CRISPR stopper dødelig genetisk sygdom hos hunde, kan snart gøre det samme hos mennesker
Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.
