Prime klipping: Umbreytir genabreytingum frá slátrara í skurðlækni

MYNDAGREIÐSLA:
Image inneign
iStock

Prime klipping: Umbreytir genabreytingum frá slátrara í skurðlækni

Prime klipping: Umbreytir genabreytingum frá slátrara í skurðlækni

Texti undirfyrirsagna
Prime klipping lofar að breyta genabreytingarferlinu í sína nákvæmustu útgáfu hingað til.
    • Höfundur:
    • Höfundur nafn
      Quantumrun Foresight
    • Kann 10, 2023

    Þó að genabreyting hafi verið byltingarkennd hefur genabreyting verið óvissusvæði vegna villuviðkvæmra kerfis þess að skera báða DNA strengina af. Prime klipping er um það bil að breyta þessu öllu. Þessi aðferð notar nýtt ensím sem kallast prime editor, sem getur gert sérstakar breytingar á erfðafræðilegum kóða án þess að skera DNA, sem gerir kleift að ná meiri nákvæmni og færri stökkbreytingar.

    Prime klippingarsamhengi

    Genabreyting gerir vísindamönnum kleift að gera nákvæmar breytingar á erfðakóða lifandi lífvera. Þessa tækni er hægt að nota til ýmissa nota, þar á meðal til að meðhöndla erfðasjúkdóma, þróa ný lyf og bæta uppskeru. Núverandi aðferðir, eins og CRISPR-Cas9, byggja hins vegar á því að klippa báða DNA þræðina, sem getur leitt til villna og óviljandi stökkbreytinga. Prime klipping er ný aðferð sem miðar að því að sigrast á þessum takmörkunum. Að auki getur það gert fjölbreyttari breytingar, þar á meðal að setja inn eða eyða stórum DNA klumpur.

    Árið 2019 bjuggu vísindamenn við Harvard-háskóla, undir forystu efnafræðings og líffræðings Dr. David Liu, frumklippingu, sem lofar að vera skurðlæknirinn sem genabreytingar þurfa með því að klippa aðeins einn streng eftir þörfum. Fyrstu útgáfur þessarar tækni höfðu takmarkanir, eins og að geta breytt aðeins ákveðnum tegundum frumna. Árið 2021 kynnti endurbætt útgáfa, sem kallast twin prime editing, tvö pegRNA (prime editing guide RNA, sem þjóna sem skurðartæki) sem geta breytt umfangsmeiri DNA röðum (meira en 5,000 basapör, sem eru þrep DNA stigans ).

    Á sama tíma fundu vísindamenn við Broad Institute leiðir til að bæta skilvirkni frumklippingar með því að greina frumuleiðir sem takmarka virkni hennar. Rannsóknin sýndi að nýju kerfin geta á skilvirkari hátt breytt stökkbreytingum sem valda Alzheimer, hjartasjúkdómum, sigðfrumusjúkdómum, príonsjúkdómum og sykursýki af tegund 2 með færri óviljandi afleiðingum.

    Truflandi áhrif

    Prime klipping getur leiðrétt flóknari stökkbreytingar með því að hafa áreiðanlegri DNA skiptingu, innsetningu og eyðingu kerfi. Hæfni tækninnar til að framkvæma á stærri genum er einnig mikilvægt skref, þar sem 14 prósent stökkbreytingategunda finnast í þessum tegundum gena. Dr. Liu og teymi hans viðurkenna að tæknin sé enn á frumstigi, jafnvel með alla möguleika. Samt sem áður eru þeir að stunda frekari rannsóknir til að nota tæknina einhvern tímann til lækninga. Að minnsta kosti vona þeir að önnur rannsóknarteymi muni einnig gera tilraunir með tæknina og þróa endurbætur sínar og notkunartilvik. 

    Samstarf rannsóknahópa mun líklega aukast eftir því sem fleiri tilraunir eru gerðar á þessu sviði. Til dæmis sýndi Cell rannsóknin samstarf milli Harvard háskóla, Princeton háskóla, Kaliforníuháskóla í San Francisco, Massachusetts Institute of Technology og Howard Hughes Medical Institute, meðal annarra. Samkvæmt rannsakendum, með samvinnu við ýmis teymi, gátu þeir skilið fyrirkomulagið við frumklippingu og bætt ákveðna þætti kerfisins. Ennfremur þjónar samstarfið sem frábær lýsing á því hvernig djúpur skilningur getur stýrt tilraunaskipulagi.

    Umsóknir um prime klippingu

    Sum forrit fyrir prime klippingu geta innihaldið:

    • Vísindamenn nota tæknina til að rækta heilbrigðar frumur og líffæri til ígræðslu fyrir utan að leiðrétta stökkbreytingar beint.
    • Umskipti frá meðferð og leiðréttingu yfir í genaaukningu eins og hæð, augnlit og líkamsgerð.
    • Prime klipping er notuð til að bæta uppskeru og viðnám gegn meindýrum og sjúkdómum. Það gæti líka verið notað til að búa til nýjar tegundir ræktunar sem henta betur mismunandi loftslagi eða vaxtarskilyrðum.
    • Sköpun nýrra tegunda baktería og annarra lífvera sem eru gagnlegar fyrir iðnaðarferla, svo sem framleiðslu lífeldsneytis eða hreinsun umhverfismengunar.
    • Aukin starfstækifæri fyrir rannsóknarstofur, erfðafræðinga og fagfólk í líftækni.

    Spurningar sem þarf að íhuga

    • Hvernig gætu stjórnvöld stjórnað prime klippingu?
    • Hvernig heldurðu annars að prime editing geti breytt því hvernig erfðasjúkdómar eru meðhöndlaðir og greindir?

    Innsýn tilvísanir

    Vísað var til eftirfarandi vinsælu og stofnanatengla fyrir þessa innsýn: