Crispr Gēnu Rediģēšana Var Nodarīt Lielāku Kaitējumu Nekā Domājuši Zinātnieki

{h1}

15 procentos gadījumu šūnu dns bija tik sašifrēts, ka šūnas zaudēja funkciju.

Līdzīgi kā molekulārā ninja, genoma rediģēšanas rīks CRISPR-Cas9 šķēlējas caur īpaši specifiskiem DNS segmentiem, lai izgrieztu nevēlamus ģenētiskā koda bitus. Tā ir precīza un daudzsološa ģenētiskās rediģēšanas metode, ko plaši izmanto zinātniskajos pētījumos. Un zinātnieki cer, ka kādu dienu to varētu izmantot selektīvai gēnu noņemšanai, kas rada tādas medicīniskas problēmas kā HIV, sirpjveida šūnu slimība un vēzis.

Diemžēl jauns pētījums, kas šodien (16. jūlijā) publicēts žurnālā Nature Biotechnology, liek domāt, ka šī diena var būt nokavēta vairāk, nekā gaidīts - un ka CRISPR šūnu zobenu meistarība var radīt daudz lielāku blakusparādību kaitējumu, nekā tika domāts iepriekš.

Izmantojot CRISPR, lai rediģētu DNS gan no pelēm, gan no cilvēkiem iegūtās šūnās, pētījuma autori atklāja, ka milzīgi DNS gabali netīšām tiek izdzēsti, pārkārtoti un citādi mutēti tik nopietni, ka apmēram 15 procentos gadījumu šūnas zaudēja funkciju.

Pētījums nodrošina sistemātiskāko un smagāko līdz šim brīdim paredzēto CRISPR manipulāciju radīto iespējamo ģenētisko bojājumu aprēķināšanu, sacīja pētījuma autors Allans Bredlijs, Wellcome Sanger institūta Anglijas vecākā grupas vadītājs un emeritētais direktors. Rezultāti var būt iemesls pārdomāt tehnoloģijas izmantošanu klīniskajā vidē, līdz varēs veikt turpmākus pētījumus, viņš sacīja.

"CRISPR nav tik drošs, kā mēs domājām," Bradley stāstīja WordsSideKick.com. "DNS remonta process nav simtprocentīgi drošs, un var būt problēmas, kuras jāpēta sīkāk."

Koda uzlaušana (atvērta)

Attēlojot DNS, jūs, iespējams, domājat par dubultu spirāli - savītu, kāpnēm līdzīgu burtu secību, kas satur jūsu ģenētisko informāciju. Katru kāpņu pakāpienu veido divi savstarpēji saistīti nukleotīdi (sīkas organiskas molekulas), kas pazīstami kā bāzes pāri. Jūsu pilnajā genomā ir apmēram 3 miljardi šo bāzes pāru, sadalīti starp 23 hromosomu pāriem, kas atrodas katrā jūsu ķermeņa šūnā.

Precīza šo bāzes pāru secība veido jūsu unikālo ģenētisko kodu. Šī koda mutācijas - teiksim, ja trūkst pamatpāra vai ir apgriezts otrādi - var izraisīt dažādu gēnu funkciju zaudēšanu, dažkārt izraisot ģenētiskus traucējumus, piemēram, cistisko fibrozi, hemofiliju un daudzus vēža veidus.

CRISPR tika izstrādāts, lai likvidētu tādus ultra specifiskus ģenētiskos defektus, izgriežot mērķtiecīgas DNS sekvences ar skalpeli līdzīgu enzīmu ar nosaukumu Cas9. Pēc tam, kad Cas9 atdala DNS noteiktajā vietā, šis DNS segments dabiski sāk sevi salabot. Izmantojot šo metodi, problemātiskos gēnus var ātri noņemt, un dažreiz pielāgotas ģenētiskās sekvences pat var pievienot pārtraukuma vietā, pirms DNS atkal sevi sablīvē.

Iepriekšējie CRISPR pētījumi nav parādījuši daudz neparedzētu ģenētisku mutāciju, ko izraisījusi šī precīza sagriešana, taču šie pētījumi, iespējams, nav izskatījušies pietiekami smagi, sacīja Bredlijs.

"[CRISPR izraisīto mutāciju] sekas burtiski var būt miljoniem bāzes pāru attālumā no pārrāvuma vietas," sacīja Bredlijs.

Savā jaunajā pētījumā Bredlijs un viņa kolēģi izmantoja CRISPR, lai rediģētu no pelēm iegūtu cilmes šūnu virkni, pēc tam sistemātiski apskatīja šūnu DNS bāzes pārus, virzoties tālāk un tālāk no griezuma vietas. Izmantojot šo rūpīgo pieeju, pētnieki atklāja, ka aptuveni 15 procenti pētīto šūnu tiek mutēti tik daudz, ka zaudē savu funkciju.

"Vienkāršākā formā šīs mutācijas ir liela daudzuma DNS dzēšana," sacīja Bredlijs (dažos gadījumos pēc manipulācijām ar CRISPR dažos gadījumos pazuda tūkstošiem DNS bāzes pāru). "Bet ir arī daudz sarežģītākas versijas."

Piemēram, Bredlijs sacīja, ka komanda atklāja gadījumus, kad ģenētiskā koda sekvences tika "sašifrētas" vai ievietotas virknē atpakaļ. Dažos gadījumos garas DNS sekvences, kurām vajadzēja atrasties tūkstošiem bāzes pāru, netīšām tika iešūtas CRISPR griezuma vietā. Citos gadījumos kodu sekvences, kas atrodas netālu no griezuma vietas, - dažām, kas atrodas miljonu bāzes pāru attālumā - tika līdzīgi mutētas.

Pēc daudzu dažādu šūnu DNS atrašanās vietu apskatīšanas komanda pēc tam pievērsās cita veida šūnām, tai skaitā no cilvēka atvasinātām cilmes šūnām, kuras audzēja laboratorijā, lai redzētu, vai bojājuma shēma atkārtojas. Viņu novērojumi palika konsekventi: Apmēram 15 procenti šūnu, ar kurām manipulēja ar CRISPR, tika netīši mutēti dramatiski.

Izlases veida griezums

Galu galā ir grūti noteikt šo mutāciju precīzās sekas, jo dažāda veida šūnas izmanto dažādas operācijas, lai salabotu savu DNS.

"Tā kā jums ir nejaušs atkārtotas pievienošanās DNS process, es domāju, ka kaut kas ir iespējams, ja skatāties miljardiem dažādu notikumu," sacīja Bredlijs.

Ko tas nozīmē turpmākajiem CRISPR pētījumiem? Bredlijam šī pētījuma rezultāti nedrīkst diskreditēt CRISPR-Cas9 kā daudzsološu ģenētisko pētījumu rīku, bet gan vajadzētu zinātniekiem padarīt piesardzīgus, domājot par gēnu rediģēšanas rīka izmantošanu klīniskajā vidē.

Tam piekrita Marija Jasina, Memoriāla Sloana Ketteringa vēža centra pētniece, kura nebija iesaistīta pētījumā. "Šis pētījums parāda, ka pirms CRISPR-Cas9 klīniskas lietošanas ir nepieciešami turpmāki pētījumi un specifiskas pārbaudes," teikts Jasina paziņojumā.

Sākotnēji publicēts vietnē WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Laulātie, Kas Strīdas, Cīnās Visu Mūžu
Laulātie, Kas Strīdas, Cīnās Visu Mūžu

Vecās Zāles Dod Jaunu Cerību Uz Dušenas Muskuļu Distrofiju (Eseja)
Vecās Zāles Dod Jaunu Cerību Uz Dušenas Muskuļu Distrofiju (Eseja)

Zinātne Ziņas


Vai Kursīvā Rakstīšana Ir Mirusi?
Vai Kursīvā Rakstīšana Ir Mirusi?

'Jūras Mednieks': Pasaulē Pirmais Bezpilota Kuģu Kātiņu Abonents
'Jūras Mednieks': Pasaulē Pirmais Bezpilota Kuģu Kātiņu Abonents

Attēlos: Satriecoši Ziedu Lauki Atacama Tuksnesī
Attēlos: Satriecoši Ziedu Lauki Atacama Tuksnesī

Zirnekļa Uzkodas: Augu Ēdinošo Zirnekļveidīgo Fotoattēli
Zirnekļa Uzkodas: Augu Ēdinošo Zirnekļveidīgo Fotoattēli

Līst! Dinozauri Ar Gariem Kakliem Netraucēja Košļāt
Līst! Dinozauri Ar Gariem Kakliem Netraucēja Košļāt


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com