Nova plataforma transforma editor de gene em ferramenta de precisão – ScienceDaily

Usando a ferramenta de edição de genes CRISPR em cortar o DNA é frequentemente semelhante ao uso de tesouras em editar um reportagem de jornal. Você pode cortar palavras, mas é difícil remover letras individuais ou saber instantaneamente como os cortes afetam o significado do texto. qualquer dia, CRISPR poderia ser usado em "cortar" mutações genéticas causadoras de doenças em pacientes. Mas tal medicina de precisão é impossível desde que o CRISPR continue sendo uma ferramenta desajeitada.

Em trabalhos que ajudarão a tornar o processo de edição de genes mais preciso, pesquisadores do Instituto Conjunto de Metrologia e Biologia (JIMB, uma colaboração entre a Universidade de Stanford e o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, ou NIST), desenvolveram um novo tipo de plataforma CRISPR chamado MAGESTIC. Assumindo o nome da frase "multiplexação de genoma preciso com códigos de barras curtos, rastreáveis ​​e integrados", a nova plataforma torna o CRISPR menos como uma ferramenta de corte e mais como um processador de texto, permitindo uma função eficiente de "pesquisa e substituição" em material. notificado em um reportagem da Nature Biotechnology MAGESTIC identicamente produziu um amplificação de sete vezes na sobrevivência celular durante o processo de edição.

"MAGESTIC é como um dianteira na operação 'control F' [find text] de um programa de processamento de texto, com o comando replace-text permitindo uma deturpação desejada. Isso nos permite realmente cutucar a célula de uma maneira muito precisa e ver como a mudança afeta a função das células. Então podemos comparar os efeitos reais de cada variante com os efeitos previstos computacionalmente e, finalmente, melhorar modelos em prever como as variantes genéticas afetam a saúde e a doença ", disse Kevin Roy, um desenvolvedor do MAGESTIC.

Ser capaz de editar precisamente os genomas com CRISPR requer uma compreensão latitudinário de como as células repararão os cortes em diferentes locais em todo o genoma, em que você possa controlar o processo conforme primordial. hoje, mutações aleatórias podem ocorrer em locais cortados no DNA da célula, muitas vezes porque os filamentos de DNA se reúnem de formas imprevisíveis. adiante disso, muitas células não sobrevivem ao processo de edição. Construir previsões precisas em a edição de genes permanece, portanto, extremamente desafiador.

O que os pesquisadores querem é uma maneira confiável de programar o maquinário CRISPR em cortar nos locais desejados em todo o genoma e, então, direcionar as células em introduzir edições projetadas nos locais de corte de DNA. Isso pode ser feito fornecendo à célula um DNA "doador" que a maquinaria de reparo de DNA da célula pode usar como modelo em substituir a sequência original no local de corte. Isso não é desigual do que os editores costumam elaborar em revisar um texto, primeiro pesquisando por uma determinada palavra ou sequência de palavras e depois substituindo-a por outra. No entanto, o sistema de reparo de DNA dentro da célula é complexo e nem sempre se comporta de maneira previsível como um processador de texto.

O processo pelo qual a célula pesquisa um DNA doador consentâneo em reparar um local cortado é um enorme desafio em a célula, já que o mecanismo de reparo do DNA deve procurar entre milhões e bilhões de pares de bases da sequência de DNA em topar o correto " doador "DNA. O MAGESTIC proporciona um grande dianteira na tecnologia de edição de genes, auxiliando a célula nessa investigação recrutando artificialmente o DNA doador projetado diretamente em o local de corte em um processo denominado "recrutamento ágil de doador". Tal recrutamento causou um amplificação de sete vezes na sobrevivência celular, uma mudança que surpreendeu a equipe de pesquisa com sua eficiência e eficácia.

Outra das principais características que separa MAGESTIC de abordagens anteriores com edição CRISPR multiplexada é um novo tipo de código de barras celular. Pesquisadores tradicionalmente usaram pequenos pedaços de DNA circular, conhecidos como plasmídeos, em expressar os RNAs-guia e guardar códigos de barras em rastrear as mutações projetadas em cada célula. Os plasmídeos se multiplicam à medida que a célula cresce e são herdados por ambas as células depois a divisão celular. Em teoria, eles devem actuar de forma semelhante aos códigos de barras em preto e claro usados ​​em rastrear itens no estojo. Mas, ao concorrente da correspondência de código de barras único por item no estojo, os códigos de barras do plasmídeo podem variar largamente em número, com qualquer valor de 10 a 40 aparecendo em cada célula. Isso pode presentear uma medida imprecisa da opulência de células. Em MAGESTIC, os códigos de barras são integrados nos cromossomos. Isso os torna estáveis ​​e fáceis de topar e contar depois.

Embora muitos avanços tenham sido feitos no sequenciamento e edição de DNA nas últimas duas décadas, a compreensão geral da função da sequência genômica permanece esparsa. Os cientistas sabem muito pouco sobre a função do 0,1 por cento de código que varia entre os indivíduos de uma população e é responsável por diferenças na suscetibilidade à doença.

MAGESTIC ajudará a resolver esta lacuna na compreensão da variação genética natural, permitindo que cada variante genética seja precisamente editada e comparada com outras variantes genéticas uma a uma. Isso aplauso a descobrir quais diferenças genéticas têm impacto na função celular. MAGESTIC identicamente executa todas as edições de uma vez em um único tubo de ensaio, com cada edição ocorrendo em qualquer um dos milhões de células idênticas. Isso é mais eficiente do que as plataformas anteriores, que exigiam edição em cada variante em experimentos separados.

"Estamos chegando a um estado em que não exclusivamente alcançamos a capacidade de sequenciar a ordem dos pares de bases nos genomas, mas identicamente podemos elaborar alterações neles. inclusive então precisamos entender melhor as conseqüências de nossas edições", disse. Lars Steinmetz do JIMB, professor de genética na Universidade de Stanford, líder do grupo no Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL), e obreiro sênior no papel. "Com o MAGESTIC é como poder elaborar pequenas edições em letras individuais em um livro e ser capaz de ver o efeito que ele tem sobre o significado do texto. Nosso método de recrutamento identicamente permite que a nova referência seja colocada exatamente a página da direita onde o corte ocorreu. "

Nova plataforma transforma editor de gene em ferramenta de precisão - ScienceDaily

Fonte: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180508102209.htm

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