[ad_1]

"سوئیچ خاموش" در مرحله چرخه سلولی مستعد خطا می تواند مشکل CRISPR را حل کند

این تصویر مکانیسم احتمالی افزایش کارایی بازیابی هدفمند همسانی و مهار اثرات غیر هدف را با فعال سازی کنترل شده CRISPR-Cas9 بسته به مرحله چرخه سلولی نشان می دهد. اعتبار: Wataru Nomura

گروهی از محققان با استفاده از روشی که به آنها اجازه می دهد ویرایش ژن را تا رسیدن به مراحل اصلی چرخه سلولی که احتمالاً ترمیم دقیق تری در آن وجود دارد ، راه حل امیدوار کننده ای برای مشکل CRISPR-Cas9 ایجاد کنند.

محققان دانشگاه هیروشیما و دانشگاه پزشکی و دندانپزشکی توکیو در این باره منتشر کردند زیست شناسی ارتباطات نتایج مطالعه آنها ، که ویرایش دقیق ژن را با موفقیت به اثبات رسانده و حذف ژنتیکی ، درج یا جهش غیر ارادی سرکوب شده به نام اثرات غیر هدف را انجام داده است.

اگرچه روشهای قبلی توسعه یافته اند که اثرات غیر هدفمند کمتری را در ارتباط با فناوری CRISPR گزارش می کنند ، محققان می گویند که آنها اغلب کارایی ویرایش کمتری را نشان می دهند.

واتارو نومورا ، یکی از نویسندگان این تحقیق و استاد دانشکده تحصیلات تکمیلی پزشکی زیست پزشکی ، گفت: “ما به دنبال ایجاد روشی برای جلوگیری از عارضه جانبی به نام اثر غیر هدف بودیم که یکی از چالش برانگیزترین مشکلات در ویرایش ژنوم است.” و علوم بهداشتی.

“روش ما مانند ضربه زدن به یک پرنده به دو پرنده است. ما می توانیم دقت ویرایش ژنوم و سرکوب اثرات غیر هدف را همزمان افزایش دهیم.”

کنترل بیشتر هنگام ویرایش ژن ها

CRISPR-Cas9 مرز جدیدی را در ویرایش ژن به عنوان ابزاری ساده و ارزان معرفی کرد. مانند قیچی ، می تواند مواد ژنتیکی را که می خواهید تغییر دهید برش دهد. با این حال ، این روند همچنین می تواند اثرات غیر هدف ایجاد کند که استفاده از آن را در زمینه درمان محدود می کند.

آخرین متدی که برای از بین بردن اثرات غیر هدف ایجاد شده است ، با استفاده از پروتئین ضد CRISPR AcrIIA4 ، که به عنوان “کلید حذف” عمل می کند و ویرایش ژنوم SpyCas9 را متوقف می کند ، عمل می کند. محققان AcrIIA4 را با ناحیه انتهایی N ژن Cdt1 انسان ادغام کردند ، که به شما اطمینان می دهد که تکثیر DNA فقط یک بار در هر تقسیم سلولی رخ می دهد – با هدف غیرفعال کردن ویرایش ژن به S و G2 ، مراحل چرخه سلولی در یک همسو تعمیر (HDR) غالب است.

HDR یکی از دو فرآیند ترمیم DNA است که توسط ارگانیسم ها همراه با اتصال ترمینال غیر همولوگ (NHEJ) استفاده می شود. با این حال ، از بین این دو ، HDR روش ارجح است زیرا بهبودی به وجود دو نسخه کروموزوم در هر سلول بستگی دارد. استفاده از کروموزوم تکراری HDR به عنوان الگوی بازیابی ، ویرایش ژن را دقیق تر از NHEJ می کند ، که به سادگی تمایل به اتصال انتهای شکسته DNA دارد. HDR در طی مراحل S و G2 چرخه سلولی اتفاق می افتد ، در حالی که NHEJ در همه فازها کار می کند ، به ویژه در G1 ، اولین فاز از مرحله بین فاز چرخه ، جایی که سلول برای آماده سازی برای همانند سازی DNA رشد می کند.

محققان دریافتند که میزان همجوشی ArIIA4-Cdt1 به چرخه سلولی بستگی دارد. این در طول مرحله G1 افزایش می یابد ، که ویرایش ژن را متوقف می کند و بنابراین تعمیرات را از طریق NHEJ متوقف می کند. در همین حال ، در مراحل S ، G2 و M که متعاقب آن کاهش می یابد ، کاهش می یابد.

“کارایی HDR با استفاده از AcrIIA4-Cdt1 در مقایسه با استفاده از SpyCas9 به تنهایی تقریباً 4.0 برابر افزایش یافت. در سایت هدف یا خارج از هدف 1 (ژن HCN1) ، نسبت جهش 86.5 درصد کاهش یافت. علاوه بر این ، نسبت جهش در سایت غیر هدف 2 (ژن MFAP1) با استفاده از AcrIIA4-Cdt1 از 8.5٪ به 0.6٪ کاهش یافت. “

“بیان مشترک SpyCas9 و AcrIIA4-Cdt1 نه تنها بروز HDR را افزایش می دهد ، بلکه اثرات غیر هدف را نیز سرکوب می کند. بنابراین ، ترکیب SpyCas9 و AcrIIA4-Cdt1 یک سیستم فعال سازی Cas9 وابسته به سلول برای ویرایش دقیق و کارآمد ژنوم است.”

Nomura گفت آنها می خواهند دقت سیستم را بیشتر بهبود بخشند تا بتوان از آن در زمینه های درمانی با خیال راحت استفاده کرد.

وی گفت: “ما قصد داریم سیستم خود را برای سایر ترکیبات CRISPR / anti-CRISPR و همچنین سایر ویرایشگرهای ژن مبتنی بر CRISPR مانند ویرایشگرهای اصلی و واسطه های رونویسی هدف اعمال کنیم.”

“هدف نهایی ما ایجاد یک سیستم ویرایش ژنوم است که بتواند در درمان پزشکی با خیال راحت مورد استفاده قرار گیرد.”


ویرایش ژن را با نسخه جدید CRISPR / Cas9 بهبود ببخشید


اطلاعات بیشتر:
دایسوکه ماتسوموتو و دیگران یک سیستم فعال سازی CRISPR-Cas9 وابسته به چرخه سلولی مبتنی بر پروتئین ضد CRISPR ، دقت ویرایش ژنوم بهبود یافته را نشان می دهد ، زیست شناسی ارتباطات (2020) DOI: 10.1038 / s42003-020-01340-2

تهیه شده توسط دانشگاه هیروشیما

نقل قول: “سوئیچ” در مرحله تمایل چرخه سلولی می تواند مشکل CRISPR (2020 ، 4 دسامبر) را حل کند ، در 4 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020 بازیابی می شود – مشکل 12-خطای مستعد سلول-فاز-crispr-html. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور تحقیق خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir