Среды, 17 января 2018
Категория:
Choose your language: English Español Français Português Italiano Deutsch Pусский हिन्दी 日本の 中国 한국어

CRISPR-Cas помогает лечить заболевания у мышей без изменения их ДНК

46
Cas-CRISPR помогает лечить заболевания у мышей, не изменяя его ДНК
Цыб оле | Shutterstock

Исследователи из Института Солка в Калифорнии (США) использовали систему CRISPR-Cas для лечения различных заболеваний у мышей, не изменяя их ДНК. Испанская команда Juan Carlos Izpisúa Он показал, что можно использовать «молекулярный скальпель» для включения и выключения переключателей, которые контролируют наш геном, не изменяя ADN, Их результаты, опубликованные в журнале клетка, Откройте дверь разработка безопасных методов лечения против различных заболеваний.

Ученые разработали новую методику, основанную на CRISPR-cas9 получать правильные мутации, связанные с такими заболеваниями, как диабет, Острая почечная недостаточность и мышечная дистрофия в моделях животных, действующие на эпигенетические маркеры, Несмотря на то, что это не первый раз, удалены без изменения мутации ДНКФокус-группа является пионером Izpisúa сделать геномики выпуск актов на коммутаторах «свет» и «выключено» выражение наших генов. Работа опубликована в клетка Это показывает, что инструмент работает в естественных условиях чтобы облегчить страдания симптомы экспериментальных мышей.

“Cortar el ADN abre la puerta a la introducción de nuevas mutaciones. Eso es algo que siempre va a estar con nosotros [si usamos] CRISPR o cualquier otra herramienta que desarrollemos que modifique el genoma. Es un gran cuello de botella en el campo de la genética: la posibilidad de que la célula, después de que el ADN haya sido alterado, pueda dar lugar a errores perjudiciales”, asegura Juan Carlos Izpisúa, Проводивший исследование. Его команда в Институте Солка сотрудничал с Hospital Clinic Барселоны, Университет Калифорнии, Cemtro в Мадриде клинике и Католического университета Мурсии, демонстрируя в первый раз, что можно изменить фенотип животного (множество видимых признаков ) с использованием технологии, которая редактирует epigenomaСохранение целостности ДНК одновременно.

Что это такое и как это работает CRISPR-Кас

CRISPR
Дженнифер Даудна / UC Berkeley

Система CRISPR-Cas является Механизм адаптивного иммунитета Они представлять бактерии, чтобы парировать атаки вируса. В том случае, если микроорганизм быть заражен вирусом, активируют их клеточные механизмы, чтобы «спасти» фрагмент генома вируса в их собственной ДНК. Таким образом, если вирусная частица снова атакуют бактерии или их потомство, микроб будет иметь возможность «отключить» инструмент CRISPR-Cas, который функционирует как своего рода «молекулярного скальпеля«, чтобы сократить вирус и замедлить его атака. Этот микробной механизм был обнаружен три десятилетия назад, и за последние годы исследовал свою важную биологическую роль для бактерии могут парировать атаки вируса, Исследования, в которых он впервые испанский Фрэнсис Mojica,

С 2012 года исследования по Дженнифер Даудна и Эммануэль Шарпантье первый и Фэн Чжан и Георгиевская церковь Затем они позволили разработать новые приложения для системы CRISPR-Cas. Ученые поняли, что этот мощный «молекулярный скальпель» также служил редактировать геном у бактерий и клеток млекопитающих, в том числе человеческого происхождения, который открыл дверь в разработку возможной генной терапии.

Методика CRISPR-cas9 работает как своего рода Нож, способный резать две нити ДНК, Тогда существует два возможных способа исправить резки. Во-первых, негомологична конец присоединенияОдним из возможных вариантов, почему наши собственные клетки «палка» резать мясо; как будто это была рана, ДНК этого пути привести к «шрамов», что может иметь место вставки или делеции генов. Вторая возможность гомологичной рекомбинации, Исследователями введена ДНК-последовательность, как «полосы», чтобы закрыть рану, так что геном включает в себя это указанная последовательность вместо фрагмента ДНК вырезали ранее. Эксперименты, чтобы проверить потенциал CRISPR-cas9, как предполагаемые генная терапия, как правило, использовала второй механизм: цель состояла в том, чтобы сократить ДНК дефектной области, чтобы вставить «» полосу с генетической последовательностью исправлена ​​мутацией, тем самым устраняя дефект ДНК.

Закон о эпигенома без изменения ДНК

вакцина папилломы
Екатерина K | Shutterstock

Методология, разработанная Izpisúa основан на использовании двух вирус adenoasociados (AAV, его сокращение на английском языке), чтобы инкапсулировать инструменты для редактирования эпигена и ввести их в новорожденный мышей. Один из вируса был использован для упаковки ген, кодирующий cas9«Скальпель», который обычно служит для вырезать две нити ДНК, хотя в данном случае не было необходимости. Во втором вируса, ученые вводят руководство РНК, que funciona como una especie de ‘mano’ para dirigir el ‘bisturí molecular’. Esta secuencia de ácido ribonucleico cuenta con 14-15 nucleótidos, a diferencia de los 20 nucleótidos que suelen presentar la mayor parte de guías de ARN empleadas en los sistemas CRISPR-Cas diseñados hasta la fecha. El objetivo es precisamente que la ‘mano’ guíe al bisturí hacia la secuencia diana en el genoma y, una vez allí, la proteína Cas9 no pueda cortar, ya que el objetivo es precisamente actuar sobre el epigenoma (los interruptores que encienden y apagan la expresión génica) sin modificar el ADN. Los investigadores además añadieron al segundo virus una proteína que trabaja como активатор транскрипции, Для того, чтобы «зажечь» активность региона интереса ДНК.

Инструмент CRISPR-Cas, образованный «сторона» и «нож» на молекулярном уровне, как правило, используется для резки конкретного региона генома, который затем будет отремонтированным для того, чтобы ввести мутацию или исправить генетический дефект. Тем не менее, команда Izpisúa изменила работу этой системы, чтобы не отрезать две нити ДНК, но свет экспрессии интересующего гена с помощью этого комплекса состоит cas9, направляющий РНК и белок активировать транскрипцию. Метод открывает дверь «включить» любой ген или генетического путь без риска введения потенциально вредных мутаций, что может привести, например, появление рак, По защитить авторов.

После разработки этой новой системы, основанной на CRISPR-Cas редактировать геном, группа Хуана Карлоса Izpisúa и его коллеги решили попробовать новую стратегию в животных моделях. Цель состояла в том, чтобы выяснить, если работы молекулярного инструмента в естественных условиях и если это было достаточно безопасным и достаточно эффективным, чтобы служить, возможно, в будущем, в качестве возможной терапии в медицине. Как показано в клеткаМетод способен активировать или поврежденные гены затыкают у мышей оправились нормальная активность в почках, Кроме того, исследователи протестировали полезность редактор epigenómico трансформирующие клетки печени в клетках поджелудочной железы вырабатывать инсулин, интересный подход в лечении гипотетического сахарный диабет 1 типа,

Наконец, ученые активировали экспрессию генов, связанных с ростом и функционирования мышц, чтобы избежать повреждений, вызванных мутацией, связанной с мышечная дистрофияИ, таким образом, сделать мыши будут испытывать некоторое улучшение, но не в общей эффективности лечения. «Мы не исправляя ген; мутация еще есть. Вместо этого мы работали над эпигенома и мышей восстановить экспрессию других генов в том же пути. Этого достаточно, чтобы восстановить мышечную функцию мутантных животных, «сказал Бельмонте. Манчий научные точки, что этот подход может быть изучен, чтобы попытаться восстановить поврежденные нейроны групп больных Болезнь Альцгеймера и паркинсон, Что означало бы возможную экспериментальную терапию для этих нейродегенеративных заболеваний. Предварительные данные показывают, что этот подход является безопасным и эффективным, хотя мы далеки от этого реальность в клинической практике еще. Перед тем, как должны продемонстрировать безопасность и тестирование эффективности в моделях на животных и человеке, но результаты опубликованы в клетка Они обнадеживают.

Если вы хотите разные результаты, не всегда делать то же самое

Работа «удивляет нас с совместным использованием различных технологий и знаний, которые существуют, чтобы доказать, по крайней мере, на доклиническом уровне в ряде животных моделей болезни, технология CRISPR может быть полезна для лечения заболеваний по-разному широко обсуждается, «сказал он Hipertextual Lluís MontoliuЭксперт в области геномики издания Национальный центр биотехнологии (CNB-CSIC), который не принимал участия в исследовании. «В статье ничего нового не открыла, но смешивание в инновационных и интересных различных подходах, которые уже существовали, в сочетании с потенциально выгодным способом,» говорит он.

Montoliu отмечает, что CRISPR-Cas приложений в изменяющего ДНК имеют большую проблему. «Ремонт режущее что несет мутацию (вставки и делеция) или, если данный шаблон ДНК, редактирование последовательности. Тем не менее, суд может восстановить себя бесконечными способами, что создает неопределенность, «говорит, что эта среда. в наше время мы знаем, что мы не можем контролировать ремонт резки выполняя «молекулярный скальпель» и, с другой стороны, Cas-CRISPR система может модифицировать другие нежелательные места геномаВ результате в вызовах мутаций мимо, «Это два наиболее важные ограничения генетических редакторов жаждало использование в естественных условиях в генной терапии, «говорит ученый CNB-CSIC.

Contratos predoctoral
Источник: Pixabay.

Эти проблемы, связанные с CRISPR-Cas привели ученых к разработке новых стратегий, чтобы попытаться применить геномики издание когда-нибудь в клинической практике. Один из подходов может быть представлен сегодня командой Izpisúa, что другие идеи, такие как использование белка cas9 неактивной, т.е. «скальпели», которые на практике не работают вместе, и поэтому не изменяются ДНК. Согласно Montoliu, сегодня предлагаемая система «является сложным, но интересным», «Там нет ничего нового, что мы не знали каждую используемую технологию, что было описано ранее,» говорит он.

«Их совместное использование в одном эксперименте является инновационной статьей», говорит он. Тем не менее, ученый CNB-CSIC призывает к «осторожности» на оптимизм, который может сломаться. По его мнению, работа не говорить о проблемах, связанных с возможно возникновение мутаций мимо, Что может ограничить его применение в качестве терапии. Исследование было проведено на животных моделях для решения трех возможных патологий, которые не означает, что он может быть применен и в организме человека, Для достижения этой цели, этот подход должен продемонстрировать безопасность и эффективность в новых тестах на животных моделях, а затем испытываться у здоровых испытуемых, а затем у больных. Только тогда реальные возможности будут показаны, что редактор эпигеномным служат в качестве терапии для лечения заболеваний в будущем.

es

WordPress

ПОДЕЛИТЬСЯ

Мы работаем над системой, чтобы улучшить качество сайта и наградить активных пользователей по проверке статьи, новости и качества, Благодарим Вас за улучшение Business Monkey News!

Если элемент неправильно, это неправильно переводил или отсутствует информация, вы можете изменить его, уведомит комментарий (мы исправим), или вы можете Посмотреть оригинал статьи здесь: (Статья на языке оригинала)

Изменения будут обновлены в течение 2 часов.

править История