Prime redigering: Förvandlar genredigering från slaktare till kirurg

BILDKREDIT:
Bild kredit
iStock

Prime redigering: Förvandlar genredigering från slaktare till kirurg

Prime redigering: Förvandlar genredigering från slaktare till kirurg

Underrubrik text
Prime-redigering lovar att göra genredigeringsprocessen till sin mest exakta version hittills.
    • Författare:
    • författarnamn
      Quantumrun Framsyn
    • Maj 10, 2023

    Även om det är revolutionerande, har genredigering varit ett område av osäkerhet på grund av dess felbenägna system för att skära av båda DNA-strängarna. Prime-redigering är på väg att ändra allt detta. Denna metod använder ett nytt enzym som kallas en prime editor, som kan göra specifika ändringar av den genetiska koden utan att skära i DNA, vilket möjliggör mer precision och färre mutationer.

    Prime redigeringssammanhang

    Genredigering gör det möjligt för forskare att göra exakta ändringar i den genetiska koden för levande organismer. Denna teknik kan användas för olika tillämpningar, inklusive behandling av genetiska sjukdomar, utveckling av nya läkemedel och förbättring av skördarna. Men de nuvarande metoderna, som CRISPR-Cas9, förlitar sig på att skära båda DNA-strängarna, vilket kan introducera fel och oavsiktliga mutationer. Prime-redigering är en ny metod som syftar till att övervinna dessa begränsningar. Dessutom kan den göra ett större antal förändringar, inklusive att infoga eller ta bort stora bitar av DNA.

    Under 2019 skapade forskare från Harvard University, ledda av kemisten och biologen Dr. David Liu, prime editing, som lovar att bli den kirurg som genredigering behöver genom att bara klippa en sträng efter behov. De tidiga versionerna av denna teknik hade begränsningar, som att bara kunna redigera specifika typer av celler. År 2021 introducerade en förbättrad version, kallad twin prime editing, två pegRNA (prime editing guide RNAs, som fungerar som skärverktyget) som kan redigera mer omfattande DNA-sekvenser (mer än 5,000 XNUMX baspar, som är stegpinnen på DNA-stegen ).

    Under tiden hittade forskare vid Broad Institute sätt att förbättra effektiviteten av prime-redigering genom att identifiera cellulära vägar som begränsar dess effektivitet. Studien visade att de nya systemen mer effektivt kan redigera mutationer som orsakar Alzheimers, hjärtsjukdomar, sicklecell, prionsjukdomar och typ 2-diabetes med färre oavsiktliga konsekvenser.

    Störande inverkan

    Prime-redigering kan korrigera mer komplexa mutationer genom att ha en mer tillförlitlig DNA-substitution, insättning och deletionsmekanism. Teknikens förmåga att prestera på större gener är också ett viktigt steg, eftersom 14 procent av mutationstyperna finns i dessa typer av gener. Dr Liu och hans team erkänner att tekniken fortfarande är i ett tidigt skede, även med all potential. Ändå genomför de ytterligare studier för att någon dag använda tekniken för terapi. Åtminstone hoppas de att andra forskarlag också kommer att experimentera med tekniken och utveckla sina förbättringar och användningsfall. 

    Forskargruppsamarbetet kommer sannolikt att öka när fler experiment genomförs på detta område. Cellstudien visade till exempel partnerskap mellan Harvard University, Princeton University, University of California San Francisco, Massachusetts Institute of Technology och Howard Hughes Medical Institute, bland andra. Enligt forskarna, genom samarbete med olika team, kunde de förstå mekanismen för prime redigering och förbättra vissa aspekter av systemet. Vidare fungerar partnerskapet som en bra illustration av hur en djup förståelse kan vägleda experimentell planering.

    Applikationer för prime-redigering

    Vissa applikationer för prime-redigering kan inkludera:

    • Forskare använder tekniken för att odla friska celler och organ för transplantation förutom att korrigera mutationer direkt.
    • En övergång från terapi och korrigering till genförbättringar som höjd, ögonfärg och kroppstyp.
    • Prime redigering används för att förbättra skörden och motståndskraften mot skadedjur och sjukdomar. Det skulle också kunna användas för att skapa nya typer av grödor som är bättre lämpade för olika klimat eller växtförhållanden.
    • Skapande av nya typer av bakterier och andra organismer som är gynnsamma för industriella processer, såsom produktion av biobränslen eller sanering av miljöföroreningar.
    • Ökade arbetsmöjligheter för forskningslaboratorier, genetiker och biotekniker.

    Frågor att överväga

    • Hur kan regeringar reglera prime editing?
    • Hur tror du annars att prime editing kan förändra hur genetiska sjukdomar behandlas och diagnostiseras?

    Insiktsreferenser

    Följande populära och institutionella länkar hänvisades till för denna insikt: