Oamenii de știință de la Harvard creează un instrument de editare a genelor care ar putea rivaliza cu CRISPR

Cercetătorii de la Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering au creat un nou instrument de editare a genelor care poate permite oamenilor de știință să efectueze milioane de experimente genetice simultan. Ei o numesc tehnica de recombinare a bibliotecii Retron (RLR) și folosește segmente de ADN bacterian numite retroni care pot produce fragmente de ADN monocatenar. Când vine vorba de editarea genelor, CRISPR-Cas9 este probabil cea mai cunoscută tehnică din zilele noastre. În ultimii ani a făcut valuri în lumea științei, oferind cercetătorilor instrumentul de care au nevoie pentru a putea modifica cu ușurință secvențele ADN. Este mai precis decât tehnicile utilizate anterior și are o mare varietate de aplicații potențiale, inclusiv tratamente de salvare a vieții pentru diferite boli. Cu toate acestea, instrumentul are unele limitări majore.

Ar putea fi dificil să livrați materiale CRISPR-Cas9 în număr mare, ceea ce rămâne o problemă pentru studii și experimente. De asemenea, modul în care funcționează tehnica poate fi toxic pentru celule, deoarece enzima Cas9 – „foarfeca” moleculară însărcinată cu tăierea șuvitelor de ADN – taie adesea și situsuri nețintă. CRISPR-Cas9 taie fizic ADN-ul pentru a încorpora secvența mutantă în genomul său în timpul procesului de reparare. Între timp, retronii pot introduce catena de ADN mutant într-o celulă de reproducere, astfel încât catena să poată fi încorporată în ADN-ul celulelor fiice. Mai mult, secvențele retronilor pot servi ca „coduri de bare” sau „etichete de nume”, permițând oamenilor de știință să urmărească indivizii într-un bazin de bacterii. Asta înseamnă că pot fi utilizate pentru editarea genomului fără a deteriora ADN-ul nativ și pot fi utilizate pentru a efectua mai multe experimente într-un singur amestec mare. Oamenii de știință ai Institutului Wyss au testat RLR pe bacteriile E. coli și au descoperit că 90% din populație a încorporat secvența retronică după ce au făcut câteva modificări. De asemenea, au reușit să demonstreze cât de util poate fi în experimente genetice masive. În timpul testelor lor, au reușit să găsească mutații de rezistență la antibiotice în Ecoli prin secvențierea codurilor de bare ale retronilor în loc de secvențierea mutanților individuali, făcând procesul mult mai rapid. Cercetătorii de la Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering au creat un nou instrument de editare a genelor care poate permite oamenilor de știință să efectueze milioane de experimente genetice simultan. Ei o numesc tehnica de recombinare a bibliotecii Retron (RLR) și folosește segmente de ADN bacterian numite retroni care pot produce fragmente de ADN monocatenar.

Când vine vorba de editarea genelor, CRISPR-Cas9 este probabil cea mai cunoscută tehnică din zilele noastre. În ultimii ani a făcut valuri în lumea științei, oferind cercetătorilor instrumentul de care au nevoie pentru a putea modifica cu ușurință secvențele ADN. Este mai precis decât tehnicile utilizate anterior și are o mare varietate de aplicații potențiale, inclusiv tratamente de salvare a vieții pentru diferite boli. Cu toate acestea, instrumentul are unele limitări majore. Ar putea fi dificil să livrați materiale CRISPR-Cas9 în număr mare, ceea ce rămâne o problemă pentru studii și experimente. De asemenea, modul în care funcționează tehnica poate fi toxic pentru celule, deoarece enzima Cas9 – „foarfeca” moleculară însărcinată cu tăierea suvitelor de ADN – taie adesea și situsuri nețintă. CRISPR-Cas9 taie fizic ADN-ul pentru a încorpora secvența mutantă în genomul său în timpul procesului de reparare. Între timp, retronii pot introduce catena de ADN mutant într-o celulă de reproducere, astfel încât catena să poată fi încorporată în ADN-ul celulelor fiice. Mai mult, secvențele retronilor pot servi ca „coduri de bare” sau „etichete de nume”, permițând oamenilor de știință să urmărească indivizii într-un bazin de bacterii. Asta înseamnă că pot fi utilizate pentru editarea genomului fără a deteriora ADN-ul nativ și pot fi utilizate pentru a efectua mai multe experimente într-un singur amestec mare.

Oamenii de știință ai Institutului Wyss au testat RLR pe bacteriile E. coli și au descoperit că 90% din populație a încorporat secvența retronică după ce au făcut câteva modificări. De asemenea, au reușit să demonstreze cât de util poate fi în experimente genetice masive. În timpul testelor lor, au reușit să găsească mutații de rezistență la antibiotice în E. coli prin secvențierea codurilor de bare ale retronilor în loc de secvențierea mutanților individuali, făcând procesul mult mai rapid. Co-primul autor al studiului, Max Schubert, a explicat: „RLR ne-a permis să facem ceva imposibil de făcut cu CRISPR: am tăiat în mod aleatoriu un genom bacterian, am transformat acele fragmente genetice în ADN monocatenar in situ și le-am folosit pentru a analiza simultan milioane de secvențe. RLR este un instrument mai simplu, mai instrument flexibil de editare a genelor, care poate fi utilizat pentru experimente foarte multiplexate, care elimină toxicitatea observat adesea cu CRISPR și îmbunătățește capacitatea cercetătorilor de a explora mutații la nivel de genom … Multă vreme, CRISPR a fost considerat doar un lucru ciudat pe care l-au făcut bacteriile și a descoperit cum să-l valorifice pentru ingineria genomului a schimbat lumea. Retronii sunt o altă inovație bacteriană care ar putea oferi, de asemenea, unele progrese importante. „ Mai sunt de lucru înainte ca RLR să poată fi utilizat pe scară largă, inclusiv îmbunătățirea și standardizarea ratei sale de editare. Echipa consideră, totuși, că poate „duce la inovații noi, incitante și neașteptate”.

Sursa: engadget.com