?

Log in

No account? Create an account
поговорим

alexandr_palkin


МИРОСТРОИТЕЛЬСТВО

Будущее России рождается в каждом из нас


Previous Entry Поделиться Next Entry
Преступно-безответственно редактировать гены скоро сможет любой маньяк и социопат на Планете
Для Вас
alexandr_palkin
Оригинал взят у  alev_biz в Редактировать гены вскоре сможет любой желающий


Технология редактирования генома, известная как CRISPR/Cas9, была разработана в 2013 году, и всего за пару лет совершила революцию в генной инженерии.




Редактировать гены вскоре сможет любой желающий

Метод, основанный на молекулярном защитном механизме бактерий, позволяет с высокой точностью вырезать и изменять участки ДНК любых организмов прямо в живых клетках.

И если раньше манипуляции с генами производили в специализированных лабораториях крупных научных центров, сейчас новая технология имеет шанс получить по-настоящему массовое распространение. Молекулярный биолог Джосиа Зайнер (Josiah Zayner) из Исследовательского центра Эймса, НАСА, планирует создать комплект для проведения научных экспериментов дома. С помощью него можно будет изменять гены дрожжей и бактерий хоть на собственной кухне.






Напомним, что "сгруппированные регуляторные разделенные промежутками короткие палиндромные повторы" (а именно так звучит полное название CRISPR на русском языке) были впервые обнаружены в геноме бактерий и архей. Позже выяснилось, что одноклеточные, пережившие нападение вируса, встраивают в свою ДНК фрагмент генетического кода врага, чтобы будущие поколения могли узнать аналогичный штамм. При встрече с неприятелем, чьи данные есть в своеобразной генетической картотеке, бактерии задействуют особый молекулярный комплекс, который прикрепляется к вирусной ДНК точно в месте, соответствующем сохранённому фрагменту, и разрезает её с помощью одного из белков группы Cas, уничтожая вирус. Совсем недавно учёные обнаружили, что аналогичные молекулярные ножницы можно направлять на любой участок генома млекопитающих, в том числе человека, и тем самым исправлять или заменять самые разные гены.







Зайнер решил, что если CRISPR/Cas9 является ключевым инструментом современной науки, он должен быть доступен всем, включая начинающих исследователей-любителей. Для этого он открыл онлайн-магазин The ODIN, призванный содействовать домашним экспериментам с синтетической биологией, а затем запустил компанию по продаже полных наборов оборудования и реактивов для генной инженерии на краудфандинговой платформе Indiegogo.


Линейка продуктов будет напоминать детские развивающие комплекты для химических опытов. С помощью самого дешёвого набора стоимостью $75 можно добавить бактериям ген флуоресцентного белка и заставить их светиться в темноте. За $130 покупатель получит всё необходимое, чтобы создать генно-модифицированный штамм бактерий, способный выживать в смертельной для исходных организмов среде. А с помощью комплекта за $160 можно отредактировать ген ADE2 у дрожжей и добавить им красный пигмент. Каждый набор содержит подробное руководство для проведения экспериментов.

Несмотря на то, что технология успешно работает и с генами человека, Зайнер не собирается продавать наборы для выращивания дополнительной почки или борьбы с облысением.

Учёный также подчёркивает, что в составе наборов нет вредных веществ и опасных видов бактерий и дрожжей. С их помощью не удастся создать биологическое оружие или организовать зомби-апокалипсис. По словам Зайнера, главной целью компании является привлечение внимания молодых начинающих исследователей к возможностям технологии CRISPR/Cas9.



Добавим, что для воплощения своей идеи в жизнь учёный запустил краудфандинговую кампанию на сайте Indiegogo. Разработчики собрали необходимые $10 тысяч раньше срока.

Автор: Иван Загорский

Ссылка на источник





Оригинал взят у  alev_biz в Новая система CRISPR сможет глушить гены на уровне РНК




Международная группа ученых из России и США обнаружила фермент, который способен специфически уничтожать нужную РНК с помощью РНК-гида.

Новая система CRISPR сможет глушить гены на уровне РНК
Структура комплекса нуклеазы Cas9 с направляющей РНК

Нуклеаза входит в одну из разновидностей системы CRISPR, однако, в отличие от широко известных CRISPR/Cas9, действует на уровне РНК, а не ДНК, что избавляет весь метод от риска дестабилизации генома из-за внесения «неправильных» разрывов. Работа опубликована в журнале Science.




Созданная в 2012 году система редактирования генома CRISPR/Cas9 основана на системе бактериального противовирусного иммунитета. Такой иммунитет позволяет бактериям находить фрагменты ДНК вируса в своей «картотеке» CRISPR (она расположена в определенном участке генома бактерии), и уничтожать вирусную ДНК с помощью специальной нуклеазы.


У разных бактерий и архей существует несколько типов системы CRISPR и несколько нуклеаз, однако для целей редактирования генома в биоинженерии почти всегда используется нуклеаза Cas9 (это отражено в названии метода). Главное преимущество именно этой нуклеазы в том, что Cas9 работает самостоятельно (это один белок), в то время как большинство остальных нуклеаз CRISPR работают в комплексе из нескольких ферментов, а использовать мультисубъединичные комплексы для редактирования генома неудобно и часто неэффективно.



У системы CRISPR/Cas9 есть три ключевых недостатка. Во-первых, нуклеаза Cas9 — довольно большой белок, ген которого часто не «влезает» в те носители (векторы), что используются для введения генетических конструкций в клетках.

Во-вторых, Cas9 действует только на ДНК, а не РНК. Это нельзя назвать недостатком если мы действительно хотим редактировать геном клетки, то есть менять ее ДНК. Однако часто нужного результата можно добиться просто «выключив» активность нужного гена на уровне РНК — просто уничтожив все сделанные с этого гена копии. Такое вмешательство, известное по примеру РНК интерференции, потенциально более безопасно, так как не вносит нестабильности в геном. Например, если даже нуклеаза ошибается в выборе мишени, это никак не ведет к появлению мутаций в геноме. Такой метод потенциально может быть ближе к терапевтическому применению, чем настоящее редактирование генома с помощью CRISPR/Cas9.

В-третьих, сейчас метод редактирования генома CRISPR/Cas9 является предметом патентного спора, что может существенно отложить его приход в клиническую практику. Все эти причины требуют поиска новых нуклеаз, которые можно было бы использовать для регуляции активности генов.

Ранее этой же группе исследователей удалось создать биоинформатическую систему поиска новых видов иммунитета CRISPR в геномных данных бактерий и найти новый класс систем CRISPR, том числе гипотетическую нуклеазу С2с2. Это небольшой белок, который, как показывал анализ последовательности, скорее всего действует не на ДНК, а на РНК.

Новая система CRISPR сможет глушить гены на уровне РНК

В новой работе ученым удалось подтвердить эти предположения и опробовать новую систему CRISPR/C2c2 в действии. Для этого авторы перенесли последовательности CRISPR, C2c2 и других компонентов системы из лептотрихии (Leptotrichia shahii), в геноме которой ее обнаружили, в геном кишечной палочки. Затем ученые заражали бактерий РНК-вирусом MS2 и смотрели на выжившие клетки. Таким образом удалось обнаружить фрагменты вируса, которые наиболее всего уязвимы для действия CRISPR/C2c2 и определить субстратные предпочтения фермента C2c2.

В качестве теста биоинженерных свойств системы CRISPR/C2c2 авторы научились выключать красное свечение бактерий за счет уничтожения РНК предварительно введенного в клетки гена красного флюоресцентного белка. По словам ученых, эффективность выключения составила от 20 до 92 процентов, в зависимости от выбранной мишени на РНК флюоресцентного белка.

Такая эффективность сравнима с эффективностью РНК-интерференции, которая работает сходным образом, но за счет других молекулярно-биологических механизмов. У РНК-интерференции при этом есть собственные недостатки. Например, короткие РНК, которые вводятся в клетки для выключения генов, очень быстро уничтожаются неспецифичными РНКазами и часто не могут проникнуть в клетку, из-за чего терапевтическая эффективность существенно снижается.


Автор: Александр Ершов