Major genredigering gennembrud overgår CRISPR

Del denne historie!
image_pdfimage_print
Redigering af mitokondrier i hver menneskelig celle har været den hellige gral og den sidste grænse for genredigering. Dette er gennemført og åbner et nyt felt for genetikere. Transhumans finder denne opdagelse særlig spændende. ⁃ TN Editor

Biolog David Liu var midt i sin morgenpendler til Broad Institute for to somre siden, da han åbnede e-mailen. Vi opdagede lige en ny toksin fremstillet af bakterier, forklarede notatet fra en forsker, Liu aldrig havde talt med, og det "kan være nyttigt til noget, I fyre gør."

Forvirret ringede Liu afsenderen, biolog Joseph Mougous fra University of Washington, og det blev hurtigt klart, at bakterietoksinet havde et talent, der faktisk var nyttigt til det, Liu gør: opfinde måder at redigere gener på. Onsdag rapporterede de og deres kolleger i Nature, at de havde forvandlet toksinet til verdens første redaktør af gener i celleorganeller kaldet mitokondrier.

Hvis alt går godt, kan opdagelsen give en måde at studere og en dag helbrede en lang liste med sjældne, men ødelæggende, arvelige sygdomme, der er resultatet af genetiske mutationer i cellens kraftværk.

”Vi har været på udkig efter en teknologi som denne i meget lang tid,” sagde biolog Fyodor Urnov fra University of Californias Innovative Genomics Institute, der gennemgik papir for naturen. ”Vi har været i stand til at foretage punktmutationer” - at ændre et enkelt DNA-bogstav - ”i menneskeligt nuklear DNA i 15 år, men mitokondrier har modstået dette rasende, meget til stor frustration for alle. Med denne teknologi vil mitokondrisk forskning gå ind i en gylden tidsalder. ”

De hundreder af kapselformede mitokondrier inde i hver celle omdanner ilt og næringsstoffer til den kemiske energi, der driver en celle stofskifte. Mitochondria metaboliserer også kolesterol og syntetiserer hormoner og neurotransmittorer. Hvis en af ​​deres 37 gener er afvigende, kan mitokondrier ikke udføre, hvilket resulterer i nogen af ​​hundreder af mitokondriske sygdomme. Det mest ødelæggende, inklusive ”mitokondrielt DNA-udtømmelsessyndrom” (MDDS), ødelægge børns muskler og hjerner og til sidst tage deres liv.

Genomredigeringsrevolutionen har stort set passeret mitokondrier forbi. CRISPR fungerer ikke: Guiden RNA, den bruger som en blodhund til at finde sit mål inden for et genom, kan ikke trænge igennem mitokondrielle vægge. Tidligere redaktører, såsom TALEN'er, kan eliminere mutationer i mitokondrier i celler, der vokser i laboratorieskåle, men kun ved at ødelægge DNA'et. Intet kunne tilføje mutationer ved at ændre et DNA-bogstav til et andet, såsom en C til en T eller en G til en A.

"Mitochondria," sagde Liu, "er en af ​​de sidste bastioner af DNA, der har modstået præcision genomredigering."

Mougous 'e-mail foreslog en vej omkring denne modstand. Han studerer den kemiske krigsførelse, som bakterier fører mod andre bakterier. Det kemiske våben, han netop havde opdaget, udskilt af Burkholderia cenocepacia-bakterier, er et enzym, der infiltrerer en fjendens bakterie og dræber med dødelig enkelhed: Det forårsager genetiske mutationer med én bogstav i en bakteries dobbeltstrengede DNA. På hvert målrettet sted efterlader det bakterie-DNA'et i polstrere. Bakterien dør. Mission fuldført.

Mougous, ligesom Liu a Howard Hughes Medical Institute investigator, vidste Liu havde opfundet en gennembrud form af CRISPR, en der kun ændrer et enkelt DNA-bogstav og gør det uden at skære dobbelt helix, hvilket kan føre til genomisk ødelæggelse. Kendt som ”basisredigering” har denne teknologi allerede givet en biotek og marsjerer mod menneskerundersøgelser.

Mougous tanke, hans nye bakterietoksin, lignede bestemt en basisredaktør; det ændrer nukleotidparet CG til en TA. Og det kræver ikke en guide-RNA (chaperonen, der ikke kan trænge igennem mitokondrier).

Læs hele historien her ...

Deltag i vores mailingliste!


Tilmeld
Underretning af
gæst
0 Kommentarer
Inline feedbacks
Se alle kommentarer