Revolutionierung der CRISPR-Methode

Alle reden von CRISPR-Cas. Diese biotechnologische Methode bietet eine relativ schnelle und einfache Weise zu manipulieren, einzelne Gene in den Zellen, das heißt, Sie können genau das sein, gelöscht, ersetzt oder geändert werden. Darüber hinaus in den letzten Jahren haben Forscher auch mit Technologien auf Basis von CRISPR-Cas, um systematisch erhöhen oder verringern die Aktivität einzelner Gene. Die entsprechenden Methoden haben sich weltweit zum standard in sehr kurzer Zeit, sowohl in der biologischen Grundlagenforschung und in angewandten Bereichen wie Pflanzenzüchtung.

Zum Datum, zum größten Teil, Forscher ändern könnte, nur ein gen zu einem Zeitpunkt mit der Methode. Gelegentlich gelang es Ihnen, zwei oder drei auf einmal; in einem speziellen Fall, waren Sie in der Lage zu Bearbeiten Sie sieben Gene gleichzeitig. Nun, Professor Randall Platt und sein team am Department of Biosystems Science and Engineering der ETH Zürich in Basel haben ein Verfahren entwickelt, das-wie Sie zeigten in Experimenten, — können sich ändern, 25 Ziel-sites innerhalb von Genen in einer Zelle auf einmal. Als wenn das nicht genug ist, kann die Zahl erhöht sich noch weiter, um Dutzende oder sogar Hunderte von Genen, wie Platt die Punkte aus. Jedenfalls, die Methode bietet ein enormes Potenzial für die biomedizinische Forschung und Biotechnologie. „Dank diesem neuen Werkzeug können wir und andere Wissenschaftler können nun erreichen, was wir nur träumen konnten dabei in der Vergangenheit.“

Gezielte, umfangreiche Reprogrammierung

Gene und Proteine in den Zellen interagieren auf viele verschiedene Arten. Die daraus resultierenden Netzwerke aus Dutzenden von Genen sorgen für einen Organismus die zelluläre Vielfalt. Zum Beispiel, Sie sind verantwortlich für die Differenzierung der Vorläuferzellen zu neuronalen Zellen und Zellen des Immunsystems. „Unsere Methode ermöglicht es uns, zum ersten mal, systematisch verändern ganze gen-Netzwerke in einem einzigen Schritt“, so Platt sagt.

Darüber hinaus ebnet den Weg für große, sehr komplexe cell-Programmierung. Es kann verwendet werden, um die Erhöhung der Aktivität bestimmter Gene, während gleichzeitig die der anderen. Der Zeitpunkt dieser Veränderung in der Aktivität kann auch präzise gesteuert werden.

Dies ist von Interesse für die Grundlagenforschung, zum Beispiel zu untersuchen, warum die verschiedenen Arten von Zellen sich anders Verhalten, oder für die die Studie von komplexen genetischen Erkrankungen. Es wird auch als nützlich erweisen, für die Zell-Ersatz-Therapie, die beinhaltet den Ersatz von beschädigten und gesunden Zellen. In diesem Fall können Forscher nutzen die Methode zum konvertieren von Stammzellen in differenzierte Zellen, wie Nervenzellen oder insulin-produzierenden beta-Zellen, oder Umgekehrt, zu produzieren, Stammzellen aus differenzierten Hautzellen.

Die dual-Funktion der Cas-Enzym

Die CRISPR-Cas-Methode ist ein Enzym, bekannt als ein Cas-und ein kleines RNA-Molekül. Die Sequenz der nukleobasen dient als ein „Adress-Etikett“ die Leitung der Enzym mit höchster Präzision an seinen vorgesehenen Ort der Handlung auf den Chromosomen. ETH-Wissenschaftler haben ein plasmid, oder ein kreisförmiges DNA-Molekül, in dem die „Blaupause“ für die Cas-Enzym und zahlreiche RNA-Adresse Moleküle, die in Sequenzen angeordnet: in anderen Worten, ein mehr Adresse der Liste. In Ihren Experimenten, die die Forscher eingefügt plasmids in menschliche Zellen ein, und zeigt damit, dass mehrere Gene können modifiziert werden und reguliert gleichzeitig.

Für die neue Technik, die Wissenschaftler haben nicht das Cas9-Enzym, das zu sehen war in den meisten CRISPR-Cas-Methoden, um Datum, aber die verwandten Cas12a Enzym. Es kann nicht nur Bearbeiten, Gene, es können auch schneiden Sie die langen „RNA-Adresse Liste“ in einzelne „Adressetiketten“ bei der gleichen Zeit. Darüber hinaus Cas12a behandeln können kürzere RNA-Adresse Moleküle als Cas9. „Je kürzer diese Adressierung Sequenzen sind, desto mehr von Ihnen können wir auf ein plasmid,“ Platt sagt.