Naukowcy ulepszyli dobrze znaną metodę edycji genów CRISPR/Cas9, czyniąc ją kilkukrotnie wydajniejszą. Jednocześnie odkryli nieznany wcześniej sposób naprawy genów komórek.

Ulepszona metoda

W 2012 r. odkryto metodę manipulowania genami CRISPR/Cas9, która na stałe zagościła w laboratoriach na całym świecie. Technika wykorzystuje naturalną metodę stosowania bakterii w walce z wirusami. Bakteria uczy się i dodaje DNA wirusa po to, aby móc je zniszczyć. Naukowcy wykorzystują działające w tym mechanizmie enzymy i naturalne mechanizmy, które naprawiają DNA.

– Zyski w niewirusowej wydajności HDR osiągnięto poprzez optymalizację odczynników edycyjnych, w tym inżynierię białek Cas9 i pokrewnych nukleaz 6, poprawę dostarczania odczynników do komórek 7, biofizyczną optymalizację parametrów RNP 8, optymalizację rozmiaru i orientacji regionu homologii matrycy DNA – wyjaśniają naukowcy.

Ekspertom z amerykańskiego University of California, Santa Barbara udało się kilkukrotnie usprawnić wbudowywanie nowych genów do genomu komórki. Dzięki czemu w DNA udało się utworzyć tzw. połączenie krzyżowe, łączące różne odcinki podwójnej helisy ze sobą. W przypadku, kiedy DNA jest nieaktywne – komórka traktuje je jakie wadliwe.

– W zasadzie to, co zrobiliśmy, to wzięliśmy DNA i je uszkodziliśmy. Uszkodziliśmy je w najcięższy sposób, jaki mogę sobie wyobrazić. Ale komórka nie powiedziała: „Hej, to są śmieci i je wyrzucę”. Powiedziała: „Hej, to wygląda świetnie, wkleję to do swojego genomu” – wyjaśnia Chris Richardson, biotechnolog, współautor pracy opublikowanej w magazynie „Nature Biotechnology”.

Przypadek doprowadził do odkrycia

Jak przyznaje doktorantka, główna autorka Hannah Ghasemi, do tego odkrycia doszło przez przypadek. Naukowcy chcieli oczyścić białko w celu próby naprawy DNA.

– Wprowadzaliśmy modyfikacje chemiczne do DNA, aby móc je wydobyć z komórek i zobaczyć, które białka się do niego przyłączają. Sprawdzałam tylko, czy taka modyfikacja wpłynęła w jakikolwiek sposób na edycję tych genów. Oczekiwałam albo braku zmian, albo tego, że edycja zostanie osłabiona – dodała Hannah Ghasemi.

Zamiast tego okazało się, że usieciowane DNA redagowało trzy razy silniej niż normalne DNA w komórkach. Co więcej, naukowcy nie zauważyli wzrostu liczby mutacji pomimo intensywniejszej edycji.

Źródło: https://www.nature.com/articles/s41587-022-01654-y), wpn.pl