CRISPR-genredigering tar ytterligare ett stort steg framåt, riktad mot RNA
Sedan den först demonstrerades 2007, genredigeringsverktyget CRISPR/Cas9 har använts för att redigera DNA i ett försök att göra organismer som torka-resistenta grödor och sjukdomsresistenta nötkreatur. I november användes till och med tekniken i ett försök att behandla en man med en allvarlig ärftlig sjukdom.
Nu har ett team av forskare från Salk Institute identifierat en ny familj av CRISPR-enzymer som riktar sig mot RNA istället för DNA, och använde verktyget för att ta itu med proteinobalans i celler isolerade från en person som lider av demens.
Rekommenderade videor
"RNA-meddelanden är viktiga förmedlare av många biologiska processer," Patrick Hsu, en Salk-biologistipendiat som ledde studien, berättade för Digital Trends. "De är den dynamiska motsvarigheten till jämförelsevis statiska DNA-sekvenser. I många sjukdomar är dessa RNA-meddelanden i obalans, så förmågan att rikta in dem direkt och modulera dem på ett robust och specifikt sätt kommer att vara ett utmärkt komplement till DNA-redigering."
Hsu fortsatte, "Vårt mål var att utforska den naturliga mångfalden av CRISPR-system genom hela mikrobiellt liv för att hitta ett RNA-riktat enzym som skulle vara mycket robust och specifikt i mänskliga celler."
Relaterad
- CRISPR-genredigering kan hjälpa till att stoppa ett vanligt fjäderfävirus i dess spår
- Att tama grödor tar vanligtvis århundraden. CRISPR gjorde det bara på två år
Hsu medgav att framgångsfrekvensen för ett projekt med en så bred räckvidd var "i allmänhet ganska låg", och att några ytterligare krav gjorde deras ansträngning ännu mer komplex. För det första var de fast beslutna att hitta en liten CRISPR-variant som kunde leverera RNA viralt till delar av hjärnan - en funktion otillgänglig för verktyg som Cas9. Och verktyget behövde vara mer flexibelt och effektivt än dagens RNA-målteknologi med guldstandard.
För att hitta sitt önskade verktyg skapade Hsu och hans kollegor först ett beräkningsprogram som kammade bakteriella DNA-databaser, för mönstren av repeterande DNA som signalerar ett CRISPR-system och identifierade en familj av RNA-inriktade enzymer som de namngav Cas13d. De specificerade sedan sin sökning i Cas13d-familjen efter den version som är mest relevant för användning i mänskliga celler och landade på en tarmbakterie som heter Ruminococcus flavefaciens XPD3002, eller CasRx.
Forskarna konstruerade CasRx för att fungera i mänskliga celler och ta itu med en form av demens som kallas neurodegenerativ störning FTD. För att göra det förpackade de verktyget i ett virus och levererade det till neuroner som odlades från stamceller från en FTD-patient. I en studie som publicerades denna vecka i tidskriften Cell, visade CasRx 80 procent effektivitet i att återbalansera tau-proteiner, som är inblandade i varianter av demens, inklusive Alzheimers sjukdom.
"Det här verktyget kommer att vara mycket användbart för att studera RNA-biologi på kort sikt och förhoppningsvis för att behandla RNA-relaterade sjukdomar i framtiden," sa Hsu. "Genredigering leder till förändringar i en genomsekvens genom DNA-klipp och dess effekter är permanenta i en redigerad cell... RNA-inriktning med CasRx kan användas för att generera övergående eller graderade förändringar utan att inducera DNA-skada, till exempel för att återställa RNA-nivåer till en frisk stat."
Redaktörens rekommendationer
- Släpp inte din diet än, men forskare har upptäckt hur CRISPR kan bränna fett
- CRISPR-Cas9-genredigering kan en dag "stänga av" HIV-virus i kroppen
- CRISPR stoppar dödlig genetisk sjukdom hos hundar, kan snart göra detsamma hos människor
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
