Rewolucyjna metoda jednoczesnej edycji genomu umożliwia precyzyjne zmiany w jednym kroku.

WarsawNaukowcy z Instytutów Gladstone opracowali nową metodę umożliwiającą dokonywanie kilku precyzyjnych zmian w genomie jednocześnie. To osiągnięcie znacznie usprawni badania nad chorobami oraz tworzenie nowych terapii. Badacze wykorzystali cząsteczki zwane retronami do stworzenia narzędzia, które efektywnie modyfikuje DNA w bakteriach, drożdżach oraz ludzkich komórkach. Nowa technika pomoże naukowcom przekroczyć ograniczenia obecnych metod edycji genomu, które pozwalają na zmiany tylko w jednym miejscu naraz.

Oto, co jest istotne:

• Nowa metoda pozwala na jednoczesne wprowadzenie wielu edycji genomu
• Wykorzystuje retrony do skutecznej modyfikacji DNA
• Działa w bakteriach, drożdżach oraz komórkach ludzkich

Edycja genomu odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu chorób i tworzeniu terapii naprawiających szkodliwe zmiany genetyczne. Obecnie stosowane metody są powolne, ponieważ pozwalają na modyfikację tylko jednego fragmentu genomu naraz. Badacze muszą dokonywać każdej zmiany oddzielnie, co wymaga wiele pracy.

Seth Shipman, naukowiec z Instytutów Gladstone, dążył do rozwoju technologii genomowych. W 2022 roku jego zespół połączył retrony z technologią CRISPR-Cas9, aby opracować metodę szybkiej edycji komórek ludzkich. Niemniej jednak wciąż napotykali znaczące wyzwanie: nie było jeszcze możliwe edytowanie wielu miejsc w genomie jednocześnie.

Zespół Shipmana opracował "multitrony", jak opisano w ich badaniu w Nature Chemical Biology. Te zmodyfikowane retrony potrafią wytwarzać jednocześnie kilka fragmentów DNA. Po wprowadzeniu do komórki, multitrony mogą dokonywać wielu zmian w DNA równocześnie, co sprawia, że ta metoda jest znacznie szybsza niż tradycyjne techniki.

Zobacz również:

Dzisiaj · 09:53

Hipokamp: klucz do zrozumienia mechanizmów pamięciowych

Alejandro González-Delgado, badacz podoktorancki w laboratorium Shipmana i współautor badania, wyjaśnia, że stara metoda wymagała przeprowadzania wielu zmian jedna po drugiej, wielokrotnego wykorzystywania edytowanych komórek do każdej nowej zmiany. Proces ten był czasochłonny i wymagał dużego nakładu pracy. Dzięki multitronom możliwe jest teraz dokonywanie wielu zmian jednocześnie, co znacznie ułatwia procedurę.

Multitrony mogą usuwać duże fragmenty genomu. Są w stanie przeprowadzać stopniowe delecje, aby eliminować środkowe części docelowego obszaru, aż cały segment zostanie usunięty.

Zespół zademonstrował, jak ich metody mogą być wykorzystywane do rejestrowania zdarzeń molekularnych i ulepszania inżynierii metabolicznej. W przeszłości retrony były używane do śledzenia, co dzieje się wewnątrz komórki i jak się zmienia z czasem. Teraz, dzięki multitronom, te zapisy są bardziej precyzyjne i szczegółowe. González-Delgado twierdzi, że tę technologię można wykorzystać w jelitach do monitorowania takich procesów jak stan zapalny.

Naukowcy zastosowali specjalne narzędzia do modyfikacji kilku genów w szlaku metabolicznym. Dzięki temu udało im się potroić produkcję likopenu, silnego przeciwutleniacza. To odkrycie wskazuje, że ich metoda może być przydatna w przemyśle i medycynie.

Shipman i jego zespół znacząco ulepszyli technologię edycji genomu. Ich metoda umożliwia naukowcom dokonywanie wielu precyzyjnych zmian jednocześnie, co przyspiesza badania oraz wspiera analizę i leczenie skomplikowanych chorób genetycznych.