211service.com
Genoma inženieri vienā šūnā veica vairāk nekā 13 000 CRISPR labojumu
Volfgangs Kumms | AP attēli
Kopš izgudrošanas CRISPR ir ļāvis zinātniekiem ieviest DNS izmaiņas noteiktās genoma vietās. Bieži vien šīs precīzās izmaiņas tiek veiktas pa vienai.
Varbūt ne uz ilgu laiku. Hārvardas universitātes komanda saka, ka tā ir izmantojusi šo metodi, lai vienā šūnā veiktu 13 200 ģenētiskas izmaiņas, kas ir rekords gēnu rediģēšanas tehnoloģijā.
Gēnu tehnologa Džordža Čērča vadītā grupa vēlas pārrakstīt genomus daudz plašākā mērogā, nekā tas ir bijis pašlaik iespējams, kas, pēc tās domām, galu galā varētu novest pie sugu — pat cilvēku — radikālas pārveidošanas.
Šāda veida liela mēroga gēnu rediģēšana ir izmēģināta iepriekš. 2017. gadā Austrālijas komanda, kuru vadīja Pols Tomass, laboja peļu Y hromosomu un guva panākumus. izslēdzot to no eksistences . Šī stratēģija tiek uzskatīta par iespējamu ārstēšanu Dauna sindromam, ģenētiskam traucējumam, ko izraisa papildu hromosoma.
Lai uzstādītu jauno gēnu rediģēšanas rekordu, komandas locekļi Oskars Kastanons un Korijs Smits vērsa CRISPR pret DNS sekvences veidu, ko sauc par LINE-1, noslēpumainu atkārtojošo elementu, kas atrasts visā cilvēka genomā. Tiek lēsts, ka šie ģenētiskie elementi, kas spēj sevi kopēt, veido aptuveni 17% no mūsu genoma.
Tā kā CRISPR izgriež dubulto spirāli, vienlaikus veicot pārāk daudz labojumu, šūna tiks iznīcināta. Šīs briesmas ir ierobežojušas pagātnes mēģinājumus veikt liela mēroga rediģēšanu. Džefs Folkners no Kvīnslendas universitātes Austrālijā stāsta, ka 2016. gadā viņš mēģināja izsist LINE elementus 500 peļu embrijiem, cerot noskaidrot, vai tas ietekmēs peļu uzvedību. Bet neviena no šādām pelēm neizdzīvoja, lai vairotos.
Lai izvairītos no šīs problēmas, Hārvardas komanda tā vietā pielāgoja CRISPR variantu, ko sauc par pamata redaktoru, kas izvairās no DNS izgriešanas un tā vietā aizstāj vienu ģenētisko burtu ar citu, piemēram, pārvēršot C par T.
Saskaņā ar viņu papīrs martā publicētajā tīmekļa vietnē BioRxiv pirms drukāšanas, komanda dažās šūnās varēja veikt vairāk nekā 13 000 izmaiņu, tās neiznīcinot.
Viņi atrada veidu, kā veikt eksperimentu, neizraisot bruto genoma mēroga nestabilitāti, saka Folkners.
Citi zinātnieki bija mazāk pārsteigti, sakot, ka darbs nav veicinošs solis liela mēroga genoma rediģēšanai, par ko tas tiek reklamēts. Gaetans Burgio no Austrālijas Nacionālās universitātes uzskata, ka ideja, ka šī tehnika novedīs pie sugu radikālas pārveidošanas, ir pārspīlēta.
Tomēr baznīca uzskata, ka liela mēroga rediģēšana ir veids, kā attīrīt genomus, noņemot tajos esošos ģenētiskos atkritumus. 2015. gadā, piemēram, lab zapped visas 62 retrovīrusa kopijas, kas slēpjas cūku genomos. Šādi vīrusi var atkārtoti aktivizēties, tāpēc cūku radīšana bez tiem ir drošības solis ceļā uz orgānu transplantāciju no cūkas uz cilvēku.
Uzņēmums eGenesis, kas atdalīts no laboratorijas, jau veido cūkas ar daudziem labojumiem, lai transplantācijas saņēmēji varētu panest viņu orgānus.
Baznīca saka, ka viņa galīgais mērķis ir radīt cilvēka orgānu vai audu krājumus, kuru genomi ir pārskatīti, lai tie būtu imūni pret visiem vīrusiem. Šis process, ko sauc par pārkodēšanu, ietvertu aptuveni 9811 precīzas ģenētiskas modifikācijas, norāda komanda. Church saka, ka laboratorija ir sākusi viņa paša šūnu krājumu pārkodēšanas procesu laboratorijā. Tās ir paredzētas kā drošas un universālas cilmes šūnas, viņš saka.