Prawda

Czwartek, 8 grudnia 2022 - 21:51

« Poprzedni Następny »


Genetyczny przełącznik CRISPR


Steven Novella 2021-04-16


Nadal szybko powiększa się nasza wiedza o genetyce i narzędziach do genetycznego konstruowania lub modyfikowania. Najgłośniejszym niedawnym postępem był CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats - zgrupowane, regularnie rozproszone, krótkie, powtarzające się sekwencje palindromiczne), system, który powstał na podstawie bakterii i który z łatwością może wycelować w każdą sekwencję DNA używając do tego gRNA. CRISPR jest jak system strzelania do celu i można go połączyć z różnymi ładunkami, najczęściej z Cas9, który jest enzymem przecinającym obie nici DNA w pożądanym miejscu. Sam CRISPR odkryto w 1993 roku, ale system CRISPR-Cas9 użyto po raz pierwszy do edytowania genów w 2013 roku, co dało Nagrodę Nobla z chemii w 2020 roku.

Nadal jednak jesteśmy na stromej krzywej uczenia się o tej potężnej technologii i badacze właśnie poinformowali o, być może, największym postępie od 2013 roku – znaleźli sposób użycia CRISPR jako przełącznika on-off dla genów. To, co najmniej zrewolucjonizuje badania genetyczne. Ma jednak także niesłychany potencjał terapeutyczny, chociaż pozostają inne przeszkody do zastosowania tego do żywych organizmów.


Używanie CRISPR-Cas9 do edytowania genów ma zasadniczo dwie postaci: wstawianie genów i wyłączanie genów. Wyłączanie jest bez porównania łatwiejsze. CRISPR nacelowuje na gen, który ma zostać wyciszony lub wyłączony i Cas9 przecina obie nici DNA. Naturalny mechanizm naprawczy komórek o nazwie naprawa poprzez scalanie niehomologicznych końców DNA (NHEJ), łączy przecięte końce. Ten mechanizm naprawczy jest jednak bardzo nieprecyzyjny i często wprowadza błędy. Wiele z tych błędów powoduje przesunięcie się genetycznej sekwencji, skutecznie wyłączając gen. Ta zmiana jest trwała i będzie przenoszona do wszystkich późniejszych pokoleń.


Wstawianie genu jest trudniejsze. Nie tylko musisz przeciąć w pożądanym miejscu, ale musisz dostarczyć sekwencję genu, jaką chcesz wstawić i potrzebujesz innego mechanizmu naprawy DNA o nazwie homologiczna naprawa bezpośrednia (HDR), która jest bardziej precyzyjna i zachowuje genetyczną sekwencję, tak że gen pozostaje aktywny. NHEJ jest jednak znacznie powszechniejszy niż HDR, sztuką jest więc znalezienie sposobu na wzmocnienie naprawy HDR, żeby można było z powodzeniem wstawić nowy gen w miejsce naprawy.  


Ta nowa technika stosuje się tylko do wyłączania genów (nie do wstawiania) i w rzeczywistości w ogóle nie zmienia sekwencji DNA. Z tego powodu ta zmiana jest uważana za zmianę epigenetyczną. W tym wypadku CRISPR łączy się z innym ładunkiem, którym jest, jak mówi opublikowane badanie: “pojedyncze białko fuzyjne Cas9”, co razem nazwali CRISPRoff. Ten system celuje, jak zwykle, w konkretny gen, ale zamiast przecinać DNA, metyluje gen – dodaje grupy metylowe do niektórych par zasad. To zazwyczaj uniemożliwia  enzymowi transkryptazy pracę z DNA w tym miejscu, a więc gen nie może być transkrybowany i nie powstaje białko. Gen jest skutecznie wyłączony, mimo że sekwencja jest zachowana.


W pracy nad tą technologią badacze poczynili inne ciekawe odkrycia. Pierwszym jest to, że metylacja przechodzi przez kolejne pokolenia, jak długo ją badali. Przyglądali się pluripotentnym komórkom macierzystym i zamieniali je w neurony przez wyłączanie pewnych genów. Metylacja trwała w kolejnych pokoleniach powstałych z tego neuronów. To znaczy, że każde wyciszenie genu dokonane przez CRISPRoff jest “semi permanentne”.


Dokonali także bardzo zaskakującego odkrycia – poprzednio sądzono, że ten mechanizm metylacji będzie działał tylko na pewne geny, które zawierają kanoniczne wyspy CpG (CGI), a stanowią one około jednej trzeciej wszystkich genów. Technika CRISPRoff działała jednak na większość badanych genów, włącznie z tymi, którym brak CGI. To znaczy, że nasze poprzednie rozumienie metylacji było pod tym względem błędne i że CRISPRoff można używać na niemal wszystkich genach. Oba te zaskakujące odkrycia podniosły potencjał  CRISPRoff.


Ponadto badacze stworzyli CRISPRon, inny system, który usuwa metylację, włącza z powrotem gen bez żadnego uszkodzenia ani zmiany. Tak więc badacze mają teraz stosunkowo niedrogą i szybką metodę do odwracalnego włączania i wyłączania genów, którą można stosować do większości genów. Wyłączanie genu jest główną metodą, jakiej badacze używają do analizowania jego funkcji – wyłącz gen i zobacz, jakie skutki to ma na komórkę lub na badany układ. To z pewnością jest kolejnym czynnikiem wzmacniającym badania genetyczne, może równie wielkim, jak sam CRISPR. Badania genetyczne rozwijały się przez ostatnie pół wieku w postępie geometrycznym, a nie liniowym. Jest tak częściowo z powodu tego, że nasze zrozumienie genetyki ulepsza samą technologię badań genetycznych, a więc jest pozytywne sprzężenie zwrotne. CRISPRoff jest tego wspaniałym przykładem.


Ta metoda prawdopodobnie nie będzie używana do tworzenia GMO, którego celem jest zmiana DNA w trwały i stabilny sposób – by czynić zmiany genetyczne, a nie epigenetyczne. Mogę się jednak mylić. Niektóre GMO tworzy się tylko przez wyciszenie jednego lub więcej genów, a nie przez wstawianie nowych genów. Fakt, że te zmiany mogą nie być trwałe, może nawet być ciekawą metodą ochrony patentów.


A co z zastosowaniem terapeutycznym? CRISPRoff miałby tutaj niewiarygodny potencjał. Za każdym razem, kiedy wyłączenie genu w danej populacji komórek miałoby korzystne efekty, ta technologia mogłaby działać. Przykładem, jaki przedstawiono jak dotąd, jest choroba Alzheimera. Część postępowania tej choroby powoduje nabudowywanie się białka tau w neuronach. Gdyby dało się znacząco zmniejszyć ekspresję białka tau w komórkach mózgowych, mogłoby to spowolnić lub nawet zatrzymać chorobę.


Pozostaje jednak wielka trudność – jak docierać do żywych komórek w całym organizmie? Te techniki działają świetnie w hodowlach komórkowych w probówce, ale nie mamy jeszcze dobrego mechanizmu do dostarczania CRISPR do docelowej populacji komórek w żywym stworzeniu. To jest zbyt duży temat, by poruszać go dzisiaj, wystarczy więc powiedzieć, że jest kilka proponowanych metod, z których każda ma potencjał. Żadna jednak nie jest wspaniała. Mają problem z dotarciem do wystarczającej liczby komórek docelowych i z unikaniem wpływania na komórki, które nie są ich celem. Jak dotąd używanie CRISPR w celach terapeutycznych dotyczy wyjmowania komórek z ciała, zmieniania ich przy pomocy CRISPR, a następnie wkładanie ich z powrotem. To działa dla krwi lub szpiku kostnego, ale nie będzie działało dla mózgu. Niektóre tkanki mogą być łatwiejsze, takie jak siatkówka. Moglibyśmy, na przykład, wstrzyknąć CRISPR do płynu w oku, który jest w kontakcie z siatkówką. Inne narządy nie są jednak tak oddzielone i byłoby trudno wycelować w nie w ten sposób. Może dałoby się wycelować w mózg przez płyn rdzeniowy?


Sama technologia CRISPR rozwinęła się znacznie bardziej niż jej terapeutyczne zastosowania, częściowo dlatego, że badania na żywych ludziach są trudniejsze i dużo wolniejsze. Dopiero w przyszłości zobaczymy terapeutyczny potencjał CRISPR i może okazać się, że jest bardziej ograniczony  niż mieliśmy nadzieję.


Tak czy inaczej, CRISPRoff jest zdumiewającym osiągnięciem i co najmniej będzie potężnym narzędziem badawczym.

 

A CRISPR Genetic On-Off Switch

NeuroLogica Blog, 13 kwietnia 2021

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Steven Novella 

Neurolog, wykładowca na Yale University School of Medicine. Przewodniczący i współzałożyciel New England Skeptical Society. Twórca popularnych (cotygodniowych) podkastów o nauce The Skeptics’ Guide to the Universe. Jest również dyrektorem Science-Based Medicine będącej częścią James Randi Educational Foundation (JREF), członek Committee for Skeptical Inquiry (CSI) oraz członek założyciel Institute for Science in Medicine. Prowadzi blog Neurologica.

Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1362 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Ewolucja nie idzie prostą drogą   Novella   2022-12-08
Geny i języki   Novella   2022-11-26
Uporczywa obecność religijnego mitu   Winegard   2022-11-24
Znaleziono skrytkę posągów z brązu   Novella   2022-11-23
W oparach zrównoważonej ignorancji   Koraszewski   2022-11-21
10 twierdzeń działaczy walczących w Afryce z GMO o tym, dlaczego postępy w biotechnologii upraw powinny zostać odrzucone – i dlaczego są one błędne   Maina   2022-11-17
List otwarty do wszystkich oszołomów   Novella   2022-11-03
Po prostu nie mogę się doczekać, aby znów wyruszyć w trasę   Tonhasca Júnior   2022-10-27
Czy mizoandria może być zakaźna?   Tonhasca Júnior   2022-10-24
Niezwykła fizjologia hibernujących niedźwiedzi   Coyne   2022-10-22
Cuchnąca pułapka i przytulna kryjówka   Tonhasca Júnior   2022-10-21
Obraz Izraela na amerykańskich uniwersytetach   Mansour   2022-10-19
Kenia aprobuje GMO po 10 latach zakazu   Maina   2022-10-18
Pangenom jedwabnika morwowego   Novella   2022-10-14
Czy Samolubny gen zaszkodził publicznemu rozumieniu biologii?   Coyne   2022-10-13
Nieokrzesani goście   Tonhasca Júnior   2022-10-11
Niezrozumienie równości   Winegard   2022-10-07
Zyski klimatyczne to „niewygodna prawda” — nie wszystkie wiadomości o środowisku są złymi wieściami   Lomborg   2022-10-06
Gorzko-słodki, uzależniający lek   Tonhasca Júnior   2022-09-30
Przeciwko autentyczności   Winegard   2022-09-27
Biomedyczne znaczenie płci (i jej binarnej natury)   Coyne   2022-09-22
Mózgi neandertalczyków   Novella   2022-09-20
Oszuści i oszukani w grze w zapylanie   Tonhasca Júnior   2022-09-15
Po raz kolejny “Scientific American” wypacza biologię, a teraz także historię, by podeprzeć swoją ideologię   Coyne   2022-09-14
Upadek czasopisma “Nature”   Winegard   2022-09-08
Instynkt macierzyński i “New York Times”   Coyne   2022-09-07
Ćmy ze złym public relations   Tonhasca Júnior   2022-09-05
Studenci Uniwersytetu Ghany debatują nad wykorzystaniem upraw GMO w ich kraju   Gakpo   2022-09-02
“Scientific American” poświęca się polityce, a nie nauce; odmawia publikowania krytycznych analiz swoich fałszywych lub wprowadzających w błąd twierdzeń   Coyne   2022-09-01
Dysonansy poznawcze: czekolada a muszki, wino a osy   Júnior   2022-08-29
Patrick Matthew: prawdziwy autor idei doboru naturalnego?   Coyne   2022-08-26
Odporny na choroby, genetycznie modyfikowany maniok zapowiada przełom w Kenii   Maina   2022-08-25
Niekochane, ale czasem pożyteczne   Tonhasca Júnior   2022-08-23
Trwałość laktazy w populacjach pijących mleko: ponowna ocena klasycznej historii z ewolucji człowieka   Coyne   2022-08-19
Pierwszy znany drapieżnik: nowo opisana skamieniałość   Coyne   2022-08-16
Nie karm mózgu śmieciowym jedzeniem   Bhogal   2022-08-10
Kot Mehitabel pisze w “Science”   Coyne   2022-08-09
Nauka o wolności: rozmowa z Anną Kryłow   i Anna Kryłow   2022-08-06
Pierwsze dowody kopalne na opiekę nad lęgiem i niezwykły przypadek asymetrii kierunkowej   Coyne   2022-08-05
Badania dowodzą, że fakty nie mają znaczenia: jak propaganda wykorzystuje i normalizuje antysemityzm     2022-08-03
Horyzontalny transfer genów u owadów: jest rozpowszechniony, ale co to znaczy?   Coyne   2022-08-02
Dokonane w Afryce badanie genomu fasolnika egipskiego oznacza krok naprzód w dywersyfikacji światowego zaopatrzenia w żywność   Karavolias   2022-08-01
Grupy anty-GMO przegrywają sprawę sądową w Nigerii    i Nkechi Isaak   2022-07-30
Raz jeszcze: czy rasy są tylko społecznym konstruktem bez naukowego lub biologicznego znaczenia?   Coyne   2022-07-28
„New Yorker” pisze o hoacynie, sugeruje, że koncepcja Darwina drzew ewolucyjnych może być urojeniem   Coyne   2022-07-25
Nazistowscy lekarze i dzisiejsi antysemici: redefinicja etyki, żeby usprawiedliwić prześladowania Żydów     2022-07-18
Carl Sagan i wolność wątpienia   Jacoby   2022-07-18
Jak Darwin spowodował globalne ocieplenie swoją teorią doboru płciowego   Coyne   2022-07-16
Dieta mieszana misiów i innych   Júnior   2022-07-14
Londyńskie Natural History Museum popełnia błąd naturalistyczny - wielokrotnie   Coyne   2022-07-11
Nigeria gotowa na spełnienie oczekiwań rolników     2022-07-08
Szczepionki przeciwko grypie związane ze zmniejszonym ryzykiem choroby Alzheimera   Novella   2022-07-07
Nowoczesność Darwina: w O powstawaniu jest antycypacja neutralnej teorii i przerywanej równowagi   Coyne   2022-07-06
Pinker: “Wojna o ewolucję jest także wojną kulturową”   Coyne   2022-07-05
Raz jeszcze: błędny artykuł o tym, dlaczego teoria ewolucji jest przestarzała   Coyne   2022-07-04
Niech Moc będzie z pszczołą   Júnior   2022-06-28
Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa

Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk