ВойтиНовый пользовательЗабыли пароль?
Через соцсети

Управлять генами стало еще проще

5.5kпросмотров
/
MIT, ДНК, геном, транскрипция генов, Управлять генами стало еще проще

Появился новый метод активации и дезактивации генов, способствующий образованию более сложных синтетических образований.

Популярное

Исследователи Массачусетского технологического института показали, что они могут управлять генами дрожжевых и человеческих клеток, контролируя перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Это позволит ученым лучше понять функции этих генов. Как говорит Тимоти Лу, доцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии, а также автор доклада в журнале ACS Synthetic Biology, описывающего новый метод, благодаря этой технологии ученые смогут следить за средой клеток, создавать новые лекарства и выявлять заболевания.

Тимоти ЛуТимоти Лудоцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии MIT
Создавать синтетические схемы станет намного легче. При этом масштаб и скорость их организации также вырастет

Новый метод основан на системе вирусных белков, которые в последнее время использовались для изменения генома клеток бактерий и человека. Уникальная система под названием CRISPR состоит из двух компонентов: белка, который связывается с ДНК, и короткой цепи РНК, которая направляет белок в определенное место генома.

доцент Тимоти ЛуТимоти Лудоцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии MIT
Система CRISPR очень эффективна, так как она может быть направлена на различные связывающие участки ДНК на основе простого перекодирования РНК. Благодаря перепрограммированию последовательности РНК, мы сможем направить белок в любое место в геноме или на синтетической схеме

интерфейс CRISPR

Целевая транскрипция

В предыдущих исследованиях CRISPR использовалась для выделения кусочков генов, чтобы исключить их из цепи или заменить новыми. Лу и его коллеги решили использовать систему CRISPR для других целей, а именно для контроля транскрипции генов, процесса, при котором последовательность ДНК копируется в матричную РНК (мРНК ), несущую информацию о первичной структуре белка.

синтез комплементарной нити РНК на молекуле ДНК

Транскрипция регулируется белками, называемыми факторами транскрипции. Эти белки связываются в специфическую последовательность ДНК в промоторной области гена и либо набирают, либо блокируют ферменты, необходимые для копирования гена на мРНК.

Для этого исследования ученые использовали систему CRISPR в качестве фактора транскрипции. Первым делом они изменили стандартный белок CRISPR, известный как Cas9, чтобы он больше не мог отделять часть ДНК после соединения с ней. Они также добавили в белок сегмент, который активирует или репрессирует экспрессию генов путем модуляции транскрипционного механизма клетки.

Чтобы поместить Cas9 в нужное место, исследователи добавили в целевые клетки ген для РНК, которая соответствует последовательности ДНК на промоторе, который нужно активировать.

Исследователи показали, что как только РНК и Cas9 объединяются внутри клетки-мишени, они выбирают ген и «включают» транскрипцию. К своему удивлению они обнаружили, что тот же Cas9 также может быть использован и для блокировки транскрипции генов в различных частях.

Теперь появилась возможность регулировать белок как в положительную, так и в отрицательную сторону, но с разными РНК, нацеленными на разные участки промотера

«Намного более гибкая»

Новая система должна быть гораздо проще в использовании, чем две другие недавно разработанные системы контроля транскрипции на основе связывающих ДНК белков, известные как цинковый палец и нуклеазы TALEN. Да, они эффективны, но проектирование и сборка белков являются процессами трудоемкими и дорогими.

Тимоти Лудоцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии MIT
Система CRISPR намного более гибкая, и что самое главное, нам больше не придется тратить время на белковую инженерию. Достаточно просто изменить последовательность нуклеиновой кислоты РНК
Коби БененсонКоби Бененсонпрофессор биосистем и инженерии, Швейцарская высшая техническая школа Цюриха
Тот факт, что CRISPR может быть использована для эффективной регуляции транскрипции в клетках как дрожжей, так и млекопитающих очень обнадеживает. Эта технология может быть использована уже в самом ближайшем будущем в генной инженерии, синтетической биологии, тканевой инженерии и генной терапии

Исследователи также разработали систему контроля транскрипции, которая может быть активирована маленькими молекулами, введенными в клетку, например, сахара. Чтобы сделать это, они спроектировали такие гены для РНК, которые появляются только в присутствии малых молекул.

Этот тип управления может быть полезным для изучения роли генов в естественной среде, путем включения и выключения их на определенных этапах развития заболевания. Сейчас Лу работает над созданием более совершенных синтетических схем, например, для ввода различных молекул в клетку извне.

Тимоти Лудоцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии MIT
Мы хотели бы вывести систему на новый уровень и разработать более сложные схемы
Комментарии
Незарегистрированные пользователи могут оставить комментарий через виджет Вконтакта, Фейсбука или использовать нашу платформу. Ваш выбор мы запомним (в хорошем смысле)
Вконтактик
Фейсбучек
Для членов клуба
ВЫ НЕ МОЖЕТЕ ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ необходимо зарегистрироваться или войти
Яндекс.Метрика