CRISPR--чипіне болуы мүмкін құралы обырын алдын-ала диагностика

CRISPR, бала-қазіргі заманғы биология, өсіп емес күндері, сағат бойынша. Ол өсіп, түсініксіз бөлігі бактериялық қорғаныштық иммундық жүйенің құралы емдеу үшін генетикалық аурулардың жақсарту, микроорганизмдердің жақсарту, азық-түлік өндіру және жою зиянкестер. Содан бері, ғалымдар қатысты қару-жарақ бұл құралды редакциялау үшін ген және қолдана бастады, оның сүт қоректілердің жасушаларында, CRISPR болды забаррикадирован үшін жасушалық мембрана. Технологиясы редакциялау гендердің кереметтер жасайды, өз сиқырды, отсекая тілімдерін ақаулы ДНК және вставляя салауатты ауыстыру. Барлық осы іс-әрекеттер бойынша вырезанию және вставке сегменттерінің аралығында тірі жасушаларында. Әлі күнге дейін.

өткен аптада журналында CRISPR Journal жарияланған зерттеу, ақыр соңында, освободившее CRISPR оның жасушалық түрме. Ауыстыру компоненті "қайшы" CRISPR баламалы нұсқасымен Институтының ғалымдары, редакциялау гендердің Делавере әзірледі жаңа жүйесін CRISPR, ол кесіп еркін плавающую ДНК пробиркада.

өткізуге көмектесу Үшін реакция түтік толтырылады ж / е жасушалық: жиынтығы ферменттер және басқа да биомолекул, жұмыс істеу үшін қажетті CRISPR.

сонымен қатар серпінді?

Диагностикалық ғажайып

Заставить CRISPR жұмыс істеуге тыс жасушалар болып көрінуі мүмкін, ан академиялық міндеті, бірақ жүйесін әзірлеу кезінде ғалымдар тағы да ақыл екі белгілі бір мақсаттар.

біріншіден, бұл құрал ғалымдарға мүмкіндік береді бір мезгілде бір не бірнеше генетикалық кесуді, ал алдыңғы нұсқалары шектелуі редакциялау ДНК бір генінің. Бұл өте жақсы жаңалық үшін персоналдандырылған медицина, әсіресе обырын диагностикалаудың; көптеген түрлері обырының бар мутациялар бірнеше жерлерде жауап беретін әртүрлі емдеу әр түрлі.

емдеуді бастар Алдында, дәрігерлер жиі жібереді биопсиялық үлгісі ісік науқастың ДНК секвенирлеу. Бұл маңызды қадам анықтауға көмектеседі көптеген генетикалық мутацияларды, өсуіне алып келетін немесе таратуға нақты ісіктері.

көмегімен жаңа құралды ғалымдар мүмкін дәл имитировать бұл мутациялар да синтетикалық фрагментах ДНК пробиркада мәні бойынша воссоздавая обыры қауіпсіз, бақыланатын ортада. Бұл ғалымдарға қол жеткізу биологиялық жолдары, затронутым мутациями көмектесе құру персоналдық емдеу стратегиясын.

одан да әсерлі, осындай диагностиканы өткізуге болады барлығы. "Бұл әсіресе маңызды болып табылады диагностикалау үшін байланысты обырмен өтіп жатқанда, минут немесе сағат", - дейді зерттеудің авторы доктор Эрик Кмиец.

Кмиец бірінші көрдім CRISPR диагностика құралы. Туралы, оның гендік терапия CRISPR мүмкін күшті өздерін диагностикасы түсінікті еді бұрыннан. Бұрын біз бұл туралы екі топ ғалымдар өлі аң вирустар Зика, денге немесе қауіпті штамдары АПВ әкелетін мойыншасы.

Кмиец бекітеді, бұл оның өнертабысқа талап етеді "айтарлықтай" аз уақыт растау үшін обыры тыс дене, негізінен қабілетін енгізуге бірнеше редакцияларының бір мезгілде.

Осознав әлеуеті мен рентабельділігі CRISPR ретінде диагностикалық құрал Кмиец және оның әріптестері, міне, іздеген коммерциялық серіктес әзірлеу үшін технологтар "CRISPR--чипіне" обырды.

Егер жағына тікелей қосымшаның командасы, ғалымдар, сондай-ақ үміттенеді кеңейту терапевтік мүмкіндіктері CRISPR-ден әлдеқайда кең жиынтығын аурулардың адам. Қазіргі құралдары CRISPR үшін тамаша емдеу аурулар туындаған мутациями бір генерал-п сияқты серповидноклеточная анемия немесе ауруы, Хантингтон. Бірақ жұмыс Кмиеца бағытталған бірнеше гендердің бір мезгілде, ол ықтимал әкелуі ауруларын емдеу неғұрлым күрделі генетикалық шығу тегіне байланысты — көптеген мутацияның көптеген гендер — бұл мутациялар жақсы сипатталған.

Арқылы линзу

Оқшаулау CRISPR " пробиркада бар және басқа плюс: ол мүмкіндік береді ғалымдарға нақты түсініп, не дейін, кезінде және одан кейін түзету. Өйткені клиникалық сынақтар CRISPR белсенді ілгерілеуде маңызды түсіну, қалай технологиясын неғұрлым дәл және тиімді.

CRISPR қазірдің өзінде көп нәрсеге қол жеткізді, бірақ ыңғайсыз шындық мынада: ғалымдар әзірге онша сенімді құралы ретінде жұмыс істейді, ережелеріне бағынбай тор. Құралдары ретінде өзара іс-қимыл басқа биокомпонентами торда? Ол отсекает ғана мақсатты ДНҚ немесе оның қайшы баруға болады вразнос белгілі бір мән-жайлар?

"сіз CRISPR ішінде жасушалар, сіз" қара жәшікте, онда сіз бақылауға механизмдерін, олар бұл керемет нәрсе", - дейді Кмиец. "Сіз нәтижелерін көру, яғни гендердің, бірақ қалай, сіз осы келді — міндетті емес, ал бұл көз жеткізу үшін, қауіпсіздік CRISPR пациенттерді емдеу үшін".

Шектеп CRISPR сериясымен биохимиялық реакцияларды тест пробиркада ғалымдар ұсынады тәсілін қарастыру күрделі молекулалық өзара іс-қимыл өтіп жатқан кезінде, тіліктің ДНК, ауыстыру гендердің және басқа да процестер. Көзқарас — тек редукционистский. Бірақ ол мүмкіндік береді бесклеточной жүйесінде жұмыс істеуге тәріздес Arduino, эксперимент мүмкіндіктері CRISPR құрып, жаңа биологиялық құралдар, олар елестету қиын.

Ауыстыру

Институты редакциялау гендердің іс жүзінде бірден мәселесіне тап әзірлей отырып, өз бесклеточную.

Проблемалық бала болып шықты Cas9, ножничный белок пайдаланылады жүйелерінде CRISPR. Кезде ғалымдар замешалионың плазмидной ДНК — түрімен циркулярлық ДНК, оны ғалымдар жиі қолданады жеткізу үшін гендерді жасушалар — пробиркада белок болды мүлдем белсенді емес.

белгілі Болғандай, Cas9 керек деген Cpf1 (ол Cas12a), басқа мүше өсіп келе жатқан кітапхана Cas-белоктар. Алғаш рет ашық, 2015 жылы Cpf1 қазірдің өзінде дәлелдеді өз пайдасына құру трансгенді тышқандар және түзету мутациялар тудыратын бұлшық дистрофию. Жақында Cpf1 қолданылды жүйесінде DETECTR үшін күрес вирустар, рак тудыратын. Бұл ақуыз жарқын болашағы: компания Editas, редактирующая гендер, лицензировала оның одан әрі әзірлеу үшін 2016 жылы.

Алмасуды іске асты. CRISPR жүйе-Cpf1 келді қолданысқа тесттік пробиркада. Барысында бірнеше эксперименттер ғалымдар дәлелдеді еркін жасушалар жүйесі мүмкін қайталауға көптеген редакциялар, CRISPR енгізеді ішіндегі жасушалар. Атап қайшылар сработали аз болмады Cas9. Қашан Cas9 тілік жасайды, ол қалдырады сверхгладкие "обрубленные ұштары" разрезанной ДНК. Бұл қиындатады жаңа тілімнен генетикалық материал. Өйткені ұштары өте тегіс, құрал-жабдықтар талап етеді дәл теңестіру орнындағы блокты-ДНК, ол скользнул.

Және керісінше, Cpf1 қалдырады "жабысқақ" ұштары. Бұл жасуша ДНК ретінде көрінеді иығына, словно скотч қолдайтын басып алу алмастыратын ДНК. Сондықтан Cpf1 қарағанда жақсы жұмыс істейді Cas9, пробиркалар, бірақ бұл әлі де тексеру керек.

Жүйесі Кмиеца — бір ғана мысал, сонымен қатар алыс алға жылжыды CRISPR. Өйткені, CRISPR өсуде, оның әзірлеушілер уәде бізге көптеген жаңа, біз тіпті елестете алмаймыз.