aizen_tt (aizen_tt) wrote,
aizen_tt
aizen_tt

Category:

Развитие процесса редактирования генов человека

Длинная статья внизу из Phys.org — сайта научно-технических новостей, где рассказывается о системе редактирования человеческих генов, как она развивалась.

Вот полное изложение:
За последнее десятилетие система редактирования генов CRISPR-Cas9 произвела революцию в генной инженерии, позволив ученым вносить целенаправленные изменения в ДНК организмов. Хотя система потенциально может быть полезна при лечении различных заболеваний, редактирование CRISPR-Cas9 включает разрезание цепей ДНК, что приводит к постоянным изменениям генетического материала клетки.

Теперь, в статье, опубликованной в Интернете в Cell 9 апреля, исследователи описывают новую технологию редактирования генов под названием CRISPRoff, которая позволяет исследователям контролировать экспрессию генов с высокой специфичностью, оставляя последовательность ДНК неизменной. Разработанный членом Института Уайтхеда Джонатаном Вайсманом, доцентом Калифорнийского университета в Сан-Франциско Люком Гилбертом, постдоком лаборатории Вайсмана Джеймсом Нуньесом и соавторами, метод достаточно стабилен, чтобы передаваться через сотни клеточных делений, а также полностью обратим.

«Важная история в том, что теперь у нас есть простой инструмент, который может заглушить подавляющее большинство генов», - говорит Вайсман, который также является профессором биологии в Массачусетском технологическом институте и исследователем в Медицинском институте Говарда Хьюза. «Мы можем сделать это для нескольких генов одновременно без какого-либо повреждения ДНК, с большой однородностью и таким способом, который можно обратить вспять. Это отличный инструмент для контроля экспрессии генов».

Проект частично финансировался за счет гранта 2017 года от Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны на создание редактора обратимых генов. «Перенесемся на четыре года [после первоначального гранта], и CRISPRoff наконец-то заработает так, как предполагалось в научной фантастике», - говорит соавтор исследования Гилберт. «Приятно видеть, как это так хорошо работает на практике».

Генная инженерия 2.0

Классическая система CRISPR-Cas9 использует белок, расщепляющий ДНК, называемый Cas9, обнаруженный в бактериальной иммунной системе. Система может быть нацелена на определенные гены в клетках человека с помощью единственной направляющей РНК, где белки Cas9 создают крошечные разрывы в цепи ДНК. Затем существующие ремонтные машины ячейки заделывают дыры.

Поскольку эти методы изменяют основную последовательность ДНК, они являются постоянными. Кроме того, их зависимость от «собственных» механизмов восстановления клеток означает, что трудно ограничить результат одним желаемым изменением. «Каким бы красивым ни был CRISPR-Cas9, он не позволяет восстановить естественные клеточные процессы, которые сложны и многогранны», - говорит Вайсман. «Очень сложно контролировать результаты».


Вот где исследователи увидели возможность для другого типа редактора генов - такого, который не изменял бы сами последовательности ДНК, но изменял способ их считывания в клетке.

Этот вид модификации - то, что ученые называют «эпигенетическим» - гены могут заглушаться или активироваться на основе химических изменений цепи ДНК. Проблемы с эпигенетикой клетки являются причиной многих заболеваний человека, таких как синдром ломкой Х-хромосомы и различные виды рака, и могут передаваться из поколения в поколение.

Эпигенетическое подавление гена часто работает через метилирование - добавление химических меток в определенные места цепи ДНК, что приводит к тому, что ДНК становится недоступной для РНК-полимеразы, фермента, который считывает генетическую информацию из последовательности ДНК в транскрипты информационной РНК, которые в конечном итоге могут быть чертежами для белков.

Вайсман и его сотрудники ранее создали два других эпигенетических редактора, названные CRISPRi и CRISPRa, но оба они были сделаны с оговоркой. Чтобы они могли работать в клетках, клетки должны были постоянно экспрессировать искусственные белки, чтобы поддерживать изменения.

«С помощью этой новой технологии CRISPRoff вы можете [кратко выразить белок], чтобы написать программу, которая запоминается и выполняется клеткой на неопределенный срок», - говорит Гилберт. «Это меняет игру, так что теперь вы в основном пишете изменение, которое передается через клеточные деления - в некотором смысле мы можем научиться создавать версию 2.0 CRISPR-Cas9, которая будет более безопасной и столь же эффективной, и может делать все это. а также другие вещи ".

Создание переключателя

Чтобы создать эпигенетический редактор, который мог бы имитировать естественное метилирование ДНК, исследователи создали крошечную белковую машину, которая, руководствуясь небольшими РНК, может прикреплять метильные группы к определенным точкам на цепи. Эти метилированные гены затем «заглушаются» или выключаются, отсюда и название CRISPRoff.

Поскольку этот метод не изменяет последовательность цепи ДНК, исследователи могут обратить вспять эффект сайленсинга, используя ферменты, удаляющие метильные группы, метод, который они назвали CRISPRon.

Тестируя CRISPRoff в различных условиях, исследователи обнаружили несколько интересных особенностей новой системы. Во-первых, они могли нацелить метод на подавляющее большинство генов в геноме человека - и это сработало не только для самих генов, но и для других участков ДНК, которые контролируют экспрессию генов, но не кодируют белки. «Это было огромным шоком даже для нас, потому что мы думали, что это будет применимо только к подмножеству генов», - говорит первый автор Нуньес.

Кроме того, к удивлению исследователей, CRISPRoff даже смог заглушить гены, у которых не было больших метилированных областей, называемых островками CpG, которые ранее считались необходимыми для любого механизма метилирования ДНК.

«До этой работы считалось, что 30 процентов генов, не имеющих CpG-островка, не контролируются метилированием ДНК», - говорит Гилберт. «Но наша работа ясно показывает, что вам не нужен островок CpG для выключения генов путем метилирования. Для меня это было большим сюрпризом».

CRISPRoff в исследованиях и терапии

Чтобы изучить потенциал CRISPRoff для практического применения, ученые протестировали метод на индуцированных плюрипотентных стволовых клетках. Это клетки, которые могут превращаться в бесчисленные типы клеток в организме в зависимости от коктейля молекул, которым они подвергаются, и, таким образом, являются мощными моделями для изучения развития и функции определенных типов клеток.

Исследователи выбрали ген, чтобы заглушить стволовые клетки, а затем заставили их превратиться в нервные клетки, называемые нейронами. Когда они искали тот же ген в нейронах, они обнаружили, что он оставался заглушенным в 90 процентах клеток, показывая, что клетки сохраняют память об эпигенетических модификациях, сделанных системой CRISPRoff, даже когда они меняют тип клеток.

Они также выбрали один ген для использования в качестве примера того, как CRISPRoff может быть применен в терапии: ген, кодирующий белок тау, который участвует в болезни Альцгеймера. После тестирования метода на нейронах они смогли показать, что использование CRISPRoff можно использовать для снижения экспрессии тау-белка, хотя и не полностью. «Мы показали, что это жизнеспособная стратегия подавления тау-белка и предотвращения его экспрессии», - говорит Вайсман. «Тогда возникает вопрос, как передать это взрослому? И действительно ли этого будет достаточно, чтобы повлиять на болезнь Альцгеймера? Это большие открытые вопросы, особенно последний».

Даже если CRISPRoff не приведет к лечению болезни Альцгеймера, есть много других состояний, для которых он потенциально может быть применен. И хотя доставка в определенные ткани остается проблемой для таких технологий редактирования генов, как CRISPRoff, «мы показали, что вы можете временно доставить ее в виде ДНК или РНК, та же технология, которая лежит в основе вакцины против коронавируса Moderna и BioNTech», - Вайсман говорит.

Вайсман, Гилберт и соавторы также в восторге от потенциала CRISPRoff для исследований. «Поскольку теперь мы можем как бы заглушить любую часть генома, которую захотим, это отличный инструмент для изучения функции генома», - говорит Вайсман.

Кроме того, наличие надежной системы для изменения эпигенетики клетки может помочь исследователям изучить механизмы, с помощью которых эпигенетические модификации передаются вниз через клеточные деления. «Я думаю, что наш инструмент действительно позволяет нам начать изучение механизма наследуемости, особенно эпигенетической наследственности, что является огромным вопросом в биомедицинских науках», - говорит Нуньес."


https://phys.org/news/2021-04-reversible-crispr-method-gene-underlying.amp

Большинство людей даже не подозревают, что подобные вещи реальны. Если бы вы сказали им об этом, они бы назвали вас сумасшедшим. Это трансгуманистическая повестка дня, которая движет ковидным сюжетом. Это гонка технических вооружений. Возможность создать дизайнерский сценарий, который уничтожит вашего врага, изменив его ДНК. Или решив поработить их, предоставив выражение вместо невыражения в соответствии с этим.
Tags: Редактирование генов
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • От разжиревшего в пландемию Илона просят денег для голодающих

    Исполнительный директор Всемирной продовольственной программы (ВПП) ООН Дэвид Бизли вчера прямо попросил у Илона Маска шесть миллиардов долларов. Это…

  • Цифровые валюты и социальные кредиты наступают

    G7 начинает работу по внедрению цифровых валют Центрального банка. CBDC дают им беспрецедентные возможности контролировать расходы граждан. CBDC…

  • Кризис психического здоровья

    В Англии растет число случаев психоза, поскольку пландемическая истерия, изоляция ударила по психическому здоровью. Гардиан пишет: "За последние…

  • Принуждение работает

    Посое того, как власти Петербурга ввели режим QR кодов, запретили людям посещать какие либо заведения, около 10 000 петербуржцев привились, так по…

  • Дорожная карта ВЭФ

    Статья от 17 ноября 2020 г.,тем кто живет в любом из этих 36 городов по всей планете, возможно, вам придется переосмыслить текущую ситуацию. Великая…

  • Билл и Борис поговорили о климате

    18 октября Билл Гейтс прилетел в Британию для обсуждение климатических тем. Протестующие требовали его ареста. #UK London Bill Gates before his…

Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment