Revolutionaire methode maakt meerdere genoom-bewerkingen in één stap mogelijk

AmsterdamWetenschappers van Gladstone Institutes hebben een nieuwe methode ontwikkeld om meerdere precieze veranderingen in het genoom tegelijkertijd aan te brengen. Deze doorbraak zal de manier waarop we ziekten bestuderen en nieuwe behandelingen creëren aanzienlijk verbeteren. De onderzoekers gebruikten moleculen genaamd retrons om een hulpmiddel te ontwikkelen dat efficiënt DNA kan veranderen in bacteriën, gist en menselijke cellen. Deze nieuwe techniek zal wetenschappers helpen de beperkingen van huidige genoombewerkingsmethoden te overwinnen, die alleen aanpassingen op één plek tegelijk toestaan.

Hier is wat essentieel is:

• Nieuwe methode maakt meerdere genbewerking in één stap mogelijk
• Maakt gebruik van retrons voor efficiënte DNA-modificatie
• Toepasbaar in bacteriën, gist en menselijke cellen

Genoombewerking speelt een cruciale rol bij het begrijpen van ziekten en het ontwikkelen van behandelingen om schadelijke genetische veranderingen te corrigeren. De huidige methoden zijn echter traag omdat ze enkel één gedeelte van het genoom tegelijk kunnen veranderen. Onderzoekers moeten elke wijziging apart doorvoeren, wat veel werk en tijd kost.

Seth Shipman, een onderzoeker bij de Gladstone Institutes, streefde ernaar genomische technologieën te verbeteren. In 2022 wist zijn team retrons te combineren met CRISPR-Cas9 om een methode te ontwikkelen waarmee menselijke cellen snel bewerkt kunnen worden. Ze stonden echter nog steeds voor een groot obstakel: meerdere locaties in het genoom tegelijkertijd bewerken was nog niet mogelijk.

Het team van Shipman heeft "multitrons" ontwikkeld, zoals beschreven in hun studie in Nature Chemical Biology. Deze geavanceerde retrons kunnen meerdere stukjes DNA tegelijkertijd creëren. Wanneer ze worden geïntroduceerd in een cel, kunnen multitrons verschillende DNA-veranderingen tegelijkertijd aanbrengen, wat deze methode aanzienlijk sneller maakt dan traditionele technieken.

Lees ook:

Vandaag · 09:53

Ontcijferde voornaamwoorden: hersenen onthullen rol van geheugen

Alejandro González-Delgado, postdoctoraal onderzoeker in Shipmans laboratorium en mede-auteur van de studie, legt uit dat de oude methode vereiste dat veranderingen één voor één werden aangebracht, waarbij steeds opnieuw de aangepaste cellen werden gebruikt voor elke nieuwe wijziging. Dit proces kostte veel tijd en moeite. Met multitrons kunnen ze nu meerdere aanpassingen tegelijkertijd doen, wat de procedure veel eenvoudiger maakt.

Multitrons kunnen grote delen van het genoom verwijderen. Ze kunnen stap voor stap deleties uitvoeren om de middelste delen van een gericht gebied te elimineren totdat het volledige segment is verdwenen.

Het team liet zien hoe hun methoden kunnen worden gebruikt om moleculaire gebeurtenissen vast te leggen en de metabole engineering te verbeteren. Voorheen werden retrons gebruikt om te volgen wat er in een cel gebeurt en hoe deze in de loop der tijd verandert. Nu, met multitrons, zijn deze opnames nauwkeuriger en gedetailleerder. González-Delgado zegt dat deze technologie in de darmen kan worden gebruikt om zaken als ontsteking te monitoren.

Wetenschappers hebben met gespecialiseerde tools meerdere genen in een stofwisselingspad aangepast. Hierdoor konden ze de productie van lycopeen, een krachtig antioxidant, verdrievoudigen. Dit toont aan dat hun methode potentieel nuttig kan zijn in de industrie en geneeskunde.

Shipman en zijn team hebben een grote vooruitgang geboekt in de technologie van genoombewerking. Hun methode stelt wetenschappers in staat om meerdere nauwkeurige aanpassingen tegelijkertijd te maken, wat het onderzoek versnelt en helpt bij het bestuderen en behandelen van complexe genetische aandoeningen.