CRISPR अधिक शक्तिशाली हो गया है, धन्यवाद करने के लिए "स्विच"

सभी के लिए अपनी शानदार क्षमता को संपादित करने के लिए जीन है, यांत्रिक CRISPR जैसा दिखता है एक बिजली उपकरण के साथ स्विच. बस इसके बारे में सोचो: पूरे तंत्र की CRISPR बनाया गया एक टेस्ट ट्यूब में, और पूरा होने के बाद वह हमेशा सक्रिय, सक्षम काम कर रहा है । की शुरूआत के बाद, जानवरों या लोगों को, CRISPR भटकना शुरू होता है के दौरान शरीर की खोज में लक्ष्य जीन है कि करने के लिए की जरूरत को संपादित या नष्ट करने के लिए, जब तक आप शक्ति खो नहीं है और शरीर द्वारा metabolized है.

के कमजोर नियंत्रण की आणविक उपकरण, जाहिर है नहीं सही समाधान है: वह हो सकता है अति उत्साही और तोड़ने के गैर-लक्षित जीन. और अगर कुछ गलत हो जाता है, वहाँ कोई तत्काल रास्ता बंद करने के लिए इंजन से पहले, यह नुकसान का कारण बन जाएगा.

इससे पहले इस महीने, टीम कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के बर्कले पर करने की कोशिश की जानवर वश में CRISPR. की तकनीक का उपयोग परिपत्र क्रमचय, टीम में पुनर्गठित एक प्रोग्राम CRISPR उपकरण ProCas9 कि चुपचाप छुपाता कोशिकाओं में, जब तक वह जगाने बाहरी कारकों से — उदाहरण के लिए, वायरल संक्रमण है ।

इस "अतिरिक्त सुरक्षा प्रतिबंधित करें" संपादन कौशल CRISPR एक सबसेट में कोशिकाओं की "काटने के लिए कहते हैं," अध्ययन के लेखक डॉ डेविड बर्बर है.

इसके अलावा, ProCas9 संभवतः कर सकते हैं का जवाब करने के लिए एक तार्किक इनपुट, इस तरह के रूप में "और" या "नहीं", जिसका अर्थ है कि यह सक्रिय हो जाएगा केवल के तहत निर्देशों का एक विशिष्ट सेट — उदाहरण के लिए, "इस सेल कैंसर है" या "यह सेल संक्रमित है" के लिए नेतृत्व करेंगे का जवाब करने के लिए "बलिदान", को सक्रिय करता है जो CRISPR और उसे निर्देश में कटौती करने के लिए जीन अस्तित्व के लिए आवश्यक है । अध्ययन में प्रकाशित किया गया था प्रतिष्ठित जर्नल सेल है ।

नियंत्रण लेने के CRISPR

चलो थोड़ा अपनी याददाश्त ताज़ा: CRISPR एक उपकरण के रूप में संपादन के लिए जीन है कि वास्तव में प्रतिनिधित्व करता आणविक. पहला हिस्सा है, एक गाइड आरएनए, यह है छोटे खूनी शिकारी किस्म के अधिकारी देख रहे हैं, जो के लिए लक्ष्य जीन.

एक बार एक जीन पर कब्जा कर लिया है, दूसरा घटक Cas9 सक्रिय प्रदर्शन करने के लिए काटने । में इसके विपरीत करने के लिए गाइड आरएनए, से मिलकर बनता है जो पत्र, Cas9 प्रोटीन है. इस घटक के साथ, मैं का फैसला किया है खेलने के लिए वैज्ञानिकों से बर्कले.

"व्यापक उद्देश्य हमारे काम का है वश में करने के लिए और का उपयोग करने के लिए लोगों को और दूर करने के लिए अनावश्यक चीजों से संबंधित नहीं हैं कि संपादन के जीनोम," सैवेज कहते हैं.

आप क्या कर सकते हैं प्रोटीन के साथ? कल्पना कीजिए एक बहुत ही लंबी श्रृंखला के गिने गेंदों (एमिनो एसिड), crumpled में एक जटिल तीन आयामी संरचना है । श्रृंखला में कटौती कर सकते हैं और फिर से व्यवस्था मोती इतना है कि अपनी स्थिति पर धागा मूल से अलग है, और उन्हें डाल में एक गाँठ या दो जब फिर से जोड़ने प्रोटीन फिलामेंट.

यह है, वास्तव में, टीम बना. इस चाल कहा जाता है एक "परिपत्र क्रमचय" और धर्मान्तरित स्रोत प्रोटीन इतना है कि यह एक नई शुरुआत और अंत — और यह सिलवटों में एक अलग रूप है । यह एक बड़ा ऑपरेशन आणविक स्तर पर है, जो आम तौर पर नष्ट कर देता है के समारोह के एक प्रोटीन होता है ।

लेखकों का कहना है कि वे निश्चित नहीं थे, काम होता है कि कुछ के साथ के रूप में परिसर के रूप में Cas9.

हैरानी की बात है, Cas9 था लगभग एक परीक्षण है । टीम की कोशिश की करने के लिए यह कटौती पर कई बिंदुओं से पहले आप पाते हैं कि कटौती के समारोह को बनाए रखने के लिए प्रोटीन, लेकिन मामलों के 10% में बनाया Cas9 काम किया है, लगभग मूल रूप में ही है ।

वहाँ है एक स्मार्ट बात है: जब आप पुन: कनेक्ट प्रोटीन किस्में, टीम में फिसल एक आणविक "गेट", एक छोटे से linker जो अवरुद्ध काटने की क्षमता के Cas9, अगर linker टूट नहीं किया गया है.

क्या तोड़ दिया श्रृंखला? का एक सेट एंजाइमों बुलाया प्रोटिएजों.

Proteotoxicity linker

के बारे में सोच प्रोटीज के रूप में कैंची के लिए एक छोटे प्रोटीन है कि नाव में शरीर. उनके पूरे परिवार में मदद करता है हमें हमारे डाइजेस्ट steaks और सेम. वहाँ रहे हैं, लेकिन बुरे लोगों को है । कैंसर की कोशिकाओं में, उदाहरण के लिए, अपने खुद के "" बुराई प्रोटीज को तोड़ने, जो आसपास के ऊतकों को बढ़ावा देने, उनके विकास. भी कर सकते हैं छिपाना वायरल protease है कि अक्सर आवश्यक है के लिए उनके प्रवेश में कई कोशिकाओं और ऊतकों. Zika और डेंगू रहे हैं उन लोगों के बीच का उपयोग कर प्रोटीज के रूप में एक हथियार है, और प्रोटिएजों से संक्रमित संयंत्र वायरस की मदद को दूषित करने के लिए आलू और अन्य फसलों.

लेकिन प्रोटीज नहीं करता है में कटौती करेगा. बल्कि, उनमें से प्रत्येक के लिए डिज़ाइन किया गया है के लिए केवल एक छोटी संख्या के एमिनो एसिड दृश्यों — "ज़िप कोड" यह है कि पहचानता है, और कटौती.

इसका मतलब यह है कि टीम में रख सकते हैं एक निश्चित ज़िप कोड, करने के लिए इसी एक विशिष्ट प्रोटीज — उदाहरण के लिए, कैंसर की कोशिकाओं से एक Cas9 प्रोटीन के रूप में एक linker. इस प्रकार, लिंकर में कटौती की जाएगी, केवल कोशिकाओं है कि इस विशिष्ट प्रोटीज, और इसलिए शामिल किया जाएगा केवल में इन कोशिकाओं. के आधार पर गाइड आरएनए, टीम डिजाइन कर सकते हैं CRISPR सक्रिय कटौती करने के लिए जीन अस्तित्व के लिए आवश्यक है — और जिससे कैंसर सेल को मारने.

इस अर्थ में, नए Cas9 प्रोटीन, कहा जाता ProCas9 ("प्रो" की वजह से "protease"), बारी में एक छोटे से जासूसी मशीनों है कि घातक बन सक्रियण के बाद.

हत्यारा-परोपकार के सिद्धन्त

का परीक्षण करने के लिए अवधारणा से, वैज्ञानिकों ने पेश संक्रमित कोशिकाओं Zeke अपने नए ProCas9 सुसज्जित है, एक गाइड के साथ शाही सेना को प्रशिक्षित करने के लिए खोज के लिए जीन है कि समर्थन कोशिकाओं के जीवन.

बस एक सप्ताह में नए CRISPR प्रणाली को नष्ट कर दिया है संक्रमित कोशिकाओं के रूप में "परोपकारी संरक्षण." स्वस्थ कोशिकाओं को जीवित बने रहे और बरकरार है.

यह पता चला है कि सिस्टम में शांत बने रहेशांतिकाल में, इस प्रकार सीमित जीनोमिक नुकसान करने के लिए मालिक ने कहा, लेखकों की.

कुछ प्रयोगों प्रणाली ProCas9 काम किया है बस के रूप में अच्छी तरह से, त्याग से संक्रमित पश्चिम नील नदी वायरस कोशिकाओं है.

"हालांकि यह एक बहुत ही प्रारंभिक सबूत की अवधारणा है, यह दर्शाता है, विचार है कि यह हो सकता है एक कृत्रिम प्रतिरक्षा प्रणाली कहते हैं," अध्ययन के लेखक बेंजामिन oaks. "हम बनाया है कि एक प्रोटीन का पता लगाता है एक अव्यक्त खतरा है कि कर सकते हैं क्रमादेशित किया जा करने के लिए कुछ भी विश्वास नहीं है."

CRISPR प्रणाली है की संभावना नहीं के साथ हस्तक्षेप करने के लिए हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली है । एक अन्य लाभ के पुनर्गठन प्रोटीन की है कि अपने नए समाप्त होता है के लिए ले जाने के लिए बेहतर भार, इस तरह के रूप में अन्य डीएनए को संशोधित एंजाइमों या संकेतक, अंधेरे में चमक है.

यदि Cas9 एक नई महाशक्ति है कि हमें की अनुमति देता है ट्रैक करने के लिए है, जहां सेल में एक प्रोटीन या परिवर्तन की अभिव्यक्ति में कुछ जीन सीधे के बजाय बिगाड़ हमारे आनुवंशिक सामग्री.

टीम से बर्कले था पहले से ही प्रदान की कई मामलों का उपयोग करें. ProCas9 के लिए उपयोगी हो जाएगा आणविक स्क्रीनिंग या दवा की खोज की है. या इसे सीमित कर सकते हैं, खतना के डीएनए परिभाषित कोशिकाओं "संपादन के बाद समग्र वितरण की जटिल करने के लिए लक्ष्य ऊतक या अंग" होगा कि काफी सुरक्षा बढ़ाने प्रोफ़ाइल की पहुंच के उपकरण, विशेष रूप से नैदानिक सेटिंग में.

लेकिन सबसे दिलचस्प बात यह है कि इस बारे में है कि हम नहीं कर रहे हैं करने के लिए बंधे के तंत्र CRISPR, जो प्रकृति संपन्न किया है हमें. ये प्रोटीन हो सकता है ध्यान से अनुकूलित में डाल दिया और फ्रेम, प्रकृति में नहीं पाया जाता है, लेकिन आवश्यक के साथ गुण के लिए उपयोग में मानव कोशिकाओं, अनुसंधान या उपचार के सैवेज कहते हैं.

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