Revolutionerande metod möjliggör flera exakta genomredigeringar samtidigt i ett enda steg

StockholmForskare vid Gladstone Institutes har utvecklat en ny metod för att göra flera exakt förändringar i genomet samtidigt. Denna framgång kommer markant att förbättra hur vi studerar sjukdomar och utvecklar nya behandlingar. Forskarna använde molekyler kallade retroner för att skapa ett verktyg som effektivt kan förändra DNA i bakterier, jäst och mänskliga celler. Denna nya metod kommer att hjälpa forskare att övervinna begränsningarna hos nuvarande genredigeringstekniker, som bara tillåter förändringar på en plats i taget.

Här är vad som är viktigt:

En ny metod möjliggör flera genomredigeringar i ett steg. Den använder retroner för att effektivt modifiera DNA. Metoden fungerar i bakterier, jäst och mänskliga celler.

Genomredigering är väsentlig för att förstå sjukdomar och utveckla behandlingar för att korrigera skadliga genetiska förändringar. Nuvarande metoder är långsamma eftersom de endast kan modifiera en del av genomet åt gången. Forskare måste utföra varje ändring separat, vilket kräver mycket arbete.

Seth Shipman, en forskare vid Gladstone Institutes, ville utveckla genomiska teknologier. År 2022 kombinerade hans team retroner med CRISPR-Cas9 för att skapa en metod för att snabbt redigera mänskliga celler. De ställdes dock inför en stor utmaning: det var ännu inte möjligt att redigera flera platser i genomet samtidigt.

Shipmans team har utvecklat "multitroner", som beskrivs i deras studie i Nature Chemical Biology. Dessa modifierade retroner kan samtidigt skapa flera DNA-segment. När de tillförs en cell kan multitroner göra flera DNA-förändringar på en gång, vilket gör denna metod mycket snabbare än traditionella tekniker.

Läs också:

Idag · 09:53

Avkoda pronomen: hjärnans roll i minne avslöjad

Alejandro González-Delgado, postdoktoral forskare i Shipmans labb och medförfattare till studien, säger att den gamla metoden krävde att man gjorde flera ändringar en efter en och återanvände de redigerade cellerna för varje ny förändring. Denna process var tidskrävande och krävde mycket ansträngning. Med multitroner kan de nu göra flera ändringar samtidigt, vilket gör proceduren mycket enklare.

Multitroner har förmågan att radera stora delar av genomet. De kan genomföra stegvisa borttagningar för att successivt eliminera de mellersta delarna av ett utvalt område tills hela segmentet är borta.

Teamet visade hur deras metoder kan användas för att registrera molekylära händelser och förbättra metabolisk ingenjörskonst. Tidigare har retroner använts för att följa vad som händer inuti en cell och hur den förändras över tid. Nu, med hjälp av multitroner, är dessa registreringar mer exakta och detaljerade. González-Delgado säger att denna teknik kan användas i tarmen för att övervaka exempelvis inflammation.

Forskare använde speciella verktyg för att ändra flera gener i en metabolisk väg. Detta gjorde att de kunde tredubbla produktionen av lycopen, en kraftfull antioxidant. Detta visar att deras metod kan vara användbar inom industri och medicin.

Shipman och hans team har förbättrat tekniken för genomredigering avsevärt. Deras metod gör det möjligt för forskare att göra många precisa ändringar samtidigt, vilket påskyndar forskningen och underlättar studier och behandling av komplexa genetiska sjukdomar.