Herramientas de CRISPR apoderado de tres nuevos trucos

CRISPR, un superhéroe de edición de genes, se convirtió en un poco más potente. La semana pasada en Science ha publicado tres estudios en los que los principales laboratorios de todo el mundo presentaron las últimas incorporaciones a esta metodología, convirtiendo el editor de genes en el detective de virus o зоркого historiador que relata toda la historia de la célula de adn. Como CRISPR, estas nuevas tecnologías se han hecho un montón de divertidos акронимами: CAMERA, DETECTR y SHERLOCK. Destello de la explosión de aplicaciones CRISPR muestra claramente que los científicos han estudiado, no todas las posibles aplicaciones de esta tecnología.

Para convertir CRISPR en el presente multiherramienta, los científicos tuvieron que исхитриться: CAMERA, celular grabadora, utiliza anillos de adn para la lectura de la historia de la célula – por ejemplo, para aprender acerca de los antibióticos o las toxinas.

SHERLOCK, por el contrario, se agrega a la "sacrificados" de moléculas de arn, que se corta en la presencia de adn del virus o cáncer, para provocar una señal positiva. Se manifiesta en la forma de la línea azul, en la tira de papel, como en el test de embarazo.

"Todo esto demuestra muy creativos métodos a los que recurren las personas para hacer funcionar el descubrimiento en el campo de CRISPR y crear estos sintéticos de la ruta", dijo el dr. david savage, de las proteínas de ingeniero de la universidad de california en berkeley, no aceptaba la participación en la investigación.

Celular grabadora

Las cajas Negras del avión son un recurso valioso para los investigadores, cuando el vuelo va mal. De la misma manera, los científicos durante mucho tiempo la esperanza de inventar la máquina del tiempo, que documenta los eventos en la vida de las células de la dosis de radiación, los chapoteos de los medicamentos, los ataques de la agitación interna que provoca una disminución del bienestar de la célula.

¿Qué puede ser mejor que estudiar la historia de las células en el adn?

El Doctor david liu, de la universidad de harvard, ha aprovechado la capacidad de CRISPR exactamente cortar el adn y se desarrolló el "molecular historiador" por el nombre de la CAMERA (CRISPR-mediated analógico multi-event recording apparatus).

Y así es como funciona. Para empezar, los científicos modifican la guía de CRISPR molécula de "guía" de arn en las células de las bacterias, para que funcionó sólo después de la caída del gatillo, digamos, de entrada antibiótico u otro los ataques químicos. Después de la activación de la guía de arn muestra Cas9, tijeras CRISPR, en la ubicación de destino. Sin la guía de arn no se corte.

Además De a una modificación del sistema CRISPR el equipo también ha dado las células de dos superfluos trozo de adn, codificados en el adn llamado plásmido. Normalmente la célula экспрессирует dos plásmidos con una velocidad constante. Pero tan pronto como se activa la guía de arn de ella, y Cas9) va detrás de uno de los plásmidos y se come de ella, dejando la otra intacta.

Por lo tanto, los científicos pueden medir la relación entre los dos plásmidos. Con este sistema, los científicos fueron capaces de saber si una célula sometido a la influencia de la tetraciclina, conocido antibiótico.

Este primer sistema funcione sólo con infecciones bacterianas de las células. Liu y su equipo, a continuación, han desarrollado la segunda metodología CAMERA, que utiliza modificado Cas9. En lugar de cortar el destino de un gen, estas tijeras encuentran una letra del adn y la cambian por otra.

Al igual que antes, el sistema solo se activa en respuesta a determinadas señales medicamentos, nutrientes, luz o incluso señalización de moléculas de la célula, como los que están relacionados con el cáncer. La grabadora no sólo registra la presencia de la señal; leyendo la parte de letras de adn que han sido sometidos a sustitución de comando también se puede determinar su duración y la fuerza.

A diferencia de celulares grabadoras de la generación anterior, el sistema de liu высокочувствительна, y sólo requiere de una docena de células para generar una fuerte señal. SCRIBE, similar registrador, creado por el dr. timothy lu en el MIT aún en 2014, exige que en el orden de" más células para extraer suficiente señal débil.

CAMERA tiene otras características útiles. La herramienta puede, por ejemplo, grabar varias señales simultáneamente. Los datos también se puede borrar con medicamentos, que devuelven la relación de plásmidos al nivel inicial.

Lu impresionado. Un nuevo trabajo, según sus palabras, "realmente bella" y "importante". Aunque el médico de cualquier aplicación requerirá de un largo camino, este sistema puede ayudar en la identificación de los contaminantes del medio ambiente o el seguimiento de ciertas señales moleculares que convertir las células madre en neuronas, músculos o de otros tipos de células.

los Cazadores de virus

Los otros Dos estudios se centran en favor de un sistema de CRISPR en el sensor de diagnóstico de la herramienta.

DETECTR aprovecha la ventaja de la menos conocida del compañero Cas9 – Cas12.

Como Cas9, Cas12 sigue la guía de arn en el objetivo y corta. Pero en este trabajo de recortes, no se detiene. El grupo, bajo la dirección de jennifer Дудны, uno de los inventores CRISPR en la universidad de california en berkeley, de repente descubrió que Cas12 permanece activo después de dañar la meta de él al instante comienza a cazar a la одноцепочечными las moléculas de adn, tratando de destruir.

Observando de esta interesante actividad, los científicos han decidido añadir moleculares de neón de las señales en la guía de arn, para que ella lucía de color verde brillante después de la activación de Cas12.

Para demostrar el concepto, los científicos inventaron las guías de arn, que se asignan a las diferentes cepas del virus del papiloma humano (vph), algunos de los cuales causan cáncer de cuello de útero. El sistema de DETECTR fue capaz de distinguir dos son particularmente peligrosas en la cepa de vph en el caldo de diferentes virusde las cepas.

"Esta proteína funciona como una herramienta confiable para la detección de adn de diferentes fuentes", dice el autor del estudio janice jong. "Queremos ampliar los límites de la tecnología, que tiene un uso potencial en cualquier diagnóstico de la situación, donde hay un componente de adn, incluyendo el cáncer y las enfermedades infecciosas".

El Reverso? Прожорливость Cas12 puede limitar su uso para el tratamiento de enfermedades genéticas en los seres humanos. Inicio Editas ya antes Cas12 para el desarrollo, y el trabajo de los científicos puede impedir que sus ambiciosos planes.

Sin Embargo, el alivio de Cas12 de cuenta hasta que es demasiado tarde. Mientras humana de adn разматывается en одноцепочечную el adn (y se convierte en un objetivo Cas12), esta enzima principalmente se asocia con el adn genómico. Esto limita su habilidad para cazar potenciales monocatenarios de manera eficiente de la víctima, explica el dr. Feng Чжн de Broad Institute, que escribió una obra de SHERLOCK.

SHERLOCK, basado en el sistema, por primera vez en el año 2017, – Specific High Sensitivity Reporter unlocking – utiliza Cas13 como herramienta de corte. El Cas13 también hay un modo de motín, en el que se sumerge después de la destrucción del objetivo inicial.

En el caso de SHERLOCK zhang y sus colegas han añadido un "sacrificados" de moléculas de arn, que crean una señal después de la división. En la presencia de un virus de adn o de arn, por ejemplo, sikaflex, el ébola o el virus de la fiebre de dengue es Cas13 muerde viral el blanco y el sacrificio de la arn, liberando sin embargo, la señal positiva.

SHERLOCK 2.0, que se describe en Science la semana pasada, 100 veces más sensibles que la original y puede detectar hasta cuatro diferentes objetivos a la vez.

También es muy práctico para el uso en el campo: todos los reactivos se encuentran en la franja, que se sumerge en la muestra de prueba. Si aparece una barra de prueba positivo – no requiere de costosas herramientas ya no es necesario.

Como DETECTR, esto hace que SHERLOCK especialmente útil durante los brotes. La tecnología se pueden personalizar fácilmente para el seguimiento de otras moléculas de adn en la sangre, por ejemplo, que normalmente están asociados con el cáncer o estar envejecidos por las células.

Al igual que los estudios confirman la creciente investigación tendencia en el estudio de las aplicaciones de CRISPR fuera de la terapia génica. En comparación con la terapia a base de CRISPR, que requiere de muchos años de cuidadosa verificación de la seguridad y la eficacia de estas "alternativas" métodos capaces de entrar en el científico y de diagnóstico de flujo mucho más rápido.

A Pesar de los nuevos trucos de CRISPR requieren de pruebas, los expertos optimistas.