Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Bagaimana DNA 'diedit' untuk membetulkan penyakit genetik

Anonim

Pasukan saintis antarabangsa telah membuat satu langkah ke hadapan dalam pemahaman kita tentang bagaimana gen enzim 'mengedit', membuka jalan untuk membetulkan penyakit genetik pada pesakit.

iklan


Penyelidik di Universiti Bristol, Münster dan Institut Bioteknologi Lithuania telah memantau proses yang mana kelas enzim dipanggil CRISPR - menyatakan 'crisper' - mengikat dan mengubah struktur DNA.

Hasilnya, yang diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan ( PNAS ), memberikan sekeping teka-teki penting jika alat pengeditan genom ini akhirnya akan digunakan untuk membetulkan penyakit genetik pada manusia.

Enzim CRISPR mula-mula ditemui dalam bakteria pada tahun 1980-an sebagai pertahanan imun yang digunakan oleh bakteria terhadap virus yang menyerang. Para saintis baru-baru ini menunjukkan bahawa satu jenis enzim CRISPR - Cas9 - boleh digunakan untuk menyunting genom manusia - satu set lengkap maklumat genetik untuk manusia.

Enzim-enzim ini telah disesuaikan untuk menyasarkan secara tepat satu gabungan huruf dalam tiga bilion pasangan asas molekul DNA. Ini adalah sama dengan membetulkan satu perkataan misspelt dalam ensiklopedia 23-volume.

Untuk mencari jarum ini dalam rumput kering, enzim CRISPR menggunakan molekul RNA - asid nukleik yang sama dalam struktur ke DNA. Proses penargetan memerlukan enzim CRISPR untuk menarik selain helai DNA dan memasukkan RNA untuk membentuk struktur khusus urutan yang dikenali sebagai 'R-loop'.

Pasukan global menguji model R-loop menggunakan mikroskop yang diubahsuai khas di mana molekul DNA tunggal diregangkan dalam medan magnet. Dengan mengubah gaya memutar pada DNA, para penyelidik dapat memantau secara langsung peristiwa pembentukan R-loop oleh enzim CRISPR individu.

Ini membenarkan mereka untuk mendedahkan langkah-langkah tersembunyi sebelum ini dalam proses dan untuk mengetahui pengaruh urutan DNA asas.

Profesor Mark Szczelkun, dari Sekolah Biokimia di Bristol University, berkata: "Satu cabaran penting dalam mengeksploitasi alat pengeditan genom yang menarik ini adalah memastikan hanya satu lokasi tertentu dalam genom yang disasarkan.

"Ujian molekul tunggal kami telah membawa kepada pemahaman yang lebih besar mengenai pengaruh urutan DNA pada pembentukan R-loop. Pada masa akan datang ini akan membantu dalam kejuruteraan semula rasional enzim CRISPR untuk meningkatkan ketepatan mereka dan mengurangkan kesan luar sasaran. akan menjadi penting jika kita akhirnya menggunakan alat ini untuk membetulkan penyakit genetik pada pesakit. "

Kerja ini dibiayai di University of Bristol oleh Majlis Penyelidikan Sains Bioteknologi dan Biologi (BBSRC) dan Wellcome Trust.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Universiti Bristol . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Mark D. Szczelkuna, Maria S. Tikhomirovab, Tomas Sinkunasd, Giedrius Gasiunasd, Tautvydas Karvelisd, Patrizia Pscherac, Virginijus Siksnysd dan Ralf Seidel. Pemerhatian secara langsung pembentukan R-loop oleh kompleks effector Cas9 dan Cascade yang berpandu RNA tunggal . PNAS, Mei 2014