Prawda

Czwartek, 28 marca 2024 - 19:07

« 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 Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Uprawy GM są dobre dla środowiska     2014-07-08
Bliskie spotkania z baronem MünchausenemPaulina Łopatniuk     2017-07-22
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Maniok o wysokiej zawartości żelaza i cynku może poprawić odżywianie i zdrowie w Afryce Zachodniej     2019-02-05
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy     2014-04-23
Wojna domowa w ludzkim genomie     2014-10-13
Badania dowodzą, że fakty nie mają znaczenia: jak propaganda wykorzystuje i normalizuje antysemityzm     2022-08-03
Nazistowscy lekarze i dzisiejsi antysemici: redefinicja etyki, żeby usprawiedliwić prześladowania Żydów     2022-07-18
Film dokumentalny “Know GMO”, nakręcany w Afryce, stawia wyzwanie panikarskiej kampanii straszenia ludzi     2015-11-07
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Maleńkim lisom na Wyspach Santa Barbara brakuje różnorodności genetycznej i strachu przed ludźmi     2016-05-15
Ekomodernizm i zrównoważona intensyfikacja     2015-06-17
Chemicznie zakamuflowana żaba     2015-12-12
Nie jesteśmy wszyscy neandertalczykami: tak postępuje nauka     2016-02-02
Strepsiptera – najdziwaczniejsze owady?     2015-12-22
Nigeria gotowa na spełnienie oczekiwań rolników     2022-07-08
Ogniska odry w Brooklynie w 2013 r.: Badanie kosztów antyszczepionkowej pseudonauki     2018-08-14
Atak “doktorostwa Wolfson” na rodziców chłopca, który zmarł na koklusz     2018-09-20
Naiwna promocja “integrowania” znachorstwa do medycyny     2018-01-29
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Rolnictwo biodynamiczne: podobne do antropozoficznej medycyny, ale dla farm     2018-04-06
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01
Naturopaci: potrafią uczynić nawet sól z Epsom potencjalnym zabójcą     2017-10-23
Obniżenie poprzeczki dla tradycyjnej medycyny chińskiej dla ideologii i zysku     2017-12-29
Szarlatan handlujący fałszywą nadzieją     2017-05-12
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Nanocząstki: nowy, jedyny, prawdziwy powód wszystkich chorób?     2017-03-24
Finansowanie społecznościowe terapii komórkami macierzystymi o nieudowodnionej skuteczności: wykorzystywanie hojności obcych, by płacić za szarlatanerię     2018-05-18
Antyszczepionkowcy - pielęgniarka lub lekarz nie powinni opiekować się dziećmi     2018-09-10
Wybuchy epidemii odry w Europie: zapowiedź tego, co przyjdzie do USA?     2017-07-24
Szczepionka HPV działa. Koniec kropka     2019-07-13
Akupunktura kontra nauka, wersja lingwistyczna     2017-06-01
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Efekt Krugera-Dunninga, antyszczepionkowcy i arogancja ignorancji     2018-08-09
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Tydzień Świadomości Homeopatii. Pomaga przypomnieć ludziom, że jest to szarlataneria!     2018-05-02
Plastry uśmierzające ból z Luminas: gdzie słowa „kwantum” i „energia” w rzeczywistości znaczą „magia”     2018-09-07
Zabobonne pojęcia u sedna przekonań antyszczepionkowych     2017-08-21
Tako rzecze antyszczepionkowa “wojowniczka mama”, Brittney Kara: jeśli szczepionki są tak wspaniałe, to dlaczego nie wspomina ich Biblia?     2018-04-26
Jak to jest, że Stanisław Burzyński nadal żeruje na zrozpaczonych pacjentach z rakiem?     2018-05-12
Helen Lawson i czarna maść: wycinanie, wypalanie i zatruwanie w sposób „naturalny”     2018-06-09
Homeopatia, wibracje i oszustwo     2018-06-12
Kolejne przypomnienie, nie ma epidemii autyzmu     2017-03-13
Akupunktura jadu pszczelego: śmiercionośne znachorstwo, które może zabić     2018-04-23
Naturopatyczna propaganda głosi normalne porady dotyczące stylu życia jako własne i dodaje szamaństwo     2018-02-14
Rzekł antyszczepionkowiec: Szczepionki powodują autyzm u psów!     2017-04-28
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Dlaczego szarlatani nie powinni nadzorować sami siebie     2019-05-08
Zły tydzień dla homeopatii jest dobrym tygodniem dla nauki     2018-03-23
Inicjatywa „Globalna Spójność”: nonsens na globalną skalę     2018-04-11
Dziennik z Mozambiku: Sybilla     2014-03-01
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Musi się potępić akademicki mobbing uczonego     2018-12-14
Przekonania antyoświeceniowe są „zaskakująco trwałe”     2018-05-11
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Ostateczna klęska teorii ewolucji     2016-02-15
Co mówi nam ruch płaskiej Ziemi     2018-05-17
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności   Cobb   2014-01-28
Uderzające podobieństwo: rewolucyjne wyniki badań nad bliźniętami   Dynesen   2018-08-27
Opera mydlana z życia łysek amerykańskich, część III   Lyon   2017-07-28
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Fałszywe nadzieje i niewidzialni wrogowie   Anomaly   2018-02-09
Skuteczny kontra patologiczny altruizm   Anomaly   2018-10-10
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu   Arora   2020-12-31
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Opowieść o dwóch krzywych dzwonowych   Ben Winegard   2017-04-12
Przeddarwinowscy “darwiniści”   Berry   2020-10-16
Nie karm mózgu śmieciowym jedzeniem   Bhogal   2022-08-10
Niebezpieczne życie antropologa   Blackwell   2019-10-12
Nowe zastosowania zużytych filtrów do dializy   Blum   2018-08-07
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
Ryzyko niewarte podejmowania: list otwarty do moich kolegów w świecie akademickim   Boutwell   2017-06-14
Stagnacja socjologii i jej przyczyny   Boutwell   2017-03-21
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?   Bruce Lyon   2014-02-02
Zaprzeczanie neuronauce o różnicach płci   Cahill   2019-04-05
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Ugandyjski dziennikarz: jak informować o biotechnologii, kiedy jej krytycy rozsiewają dezinformację?   Christopher Bendana   2017-11-03
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
Zrozumienie nowoczesnych horrorów afrykańskich zakorzenionych w handlu niewolnikami przez Ocean Indyjski   Clarfield   2019-02-28
Ewolucyjne korzyści udawania ofiary   Clark   2021-03-11
Co byłoby, gdyby Wilkins i Franklin umieli ze sobą współpracować?   Cobb   2016-09-03
Ewolucja człowieka: zarośnięty brzeg   Cobb   2016-02-24
Google świętuje Antoniego van Leeuwenhoeka   Cobb   2016-10-31
Ogony CAT osłabiają centralny dogmat – dlaczego ma to znaczenie i dlaczego nie ma   Cobb   2015-01-08
Z okazji urodzin Maxa Delbrücka   Cobb   2016-09-22
Wesołych Świąt od Oswalda Avery’ego – ale co byłoby, gdyby zmarł wcześniej?   Cobb   2016-12-30
Kacze dzioby, Umwelt i a priori Kanta   Cobb   2019-03-04

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


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


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