Eine Gruppe von Wissenschaftlern auf der CRISPR 2017-Konferenz in Big Sky, Montana, war Zeuge eines schockierenden Videos des Strukturbiologen Osamu Nureki von der Universität Tokio.
"Ich saß vorne und hörte gerade dieses Keuchen von allen hinter mir", sagte der Biochemiker Sam Sternberg. Der Atlantik.
Einzelmolekülfilm über DNA-Suche und -Spaltung durch CRISPR-Cas9. pic.twitter.com/3NQxmbvzJF
- hnisimasu @hnisimasu 10. November 2017
Sie beobachteten, wie ein CRISPR-Cas9 oder Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats in Echtzeit in ein DNA-Stück gespalten wurde. CRISPR kann so programmiert werden, dass es auf bestimmte Abschnitte des genetischen Codes abzielt und DNA an bestimmten Stellen bearbeitetandere Zwecke, wie zum Beispiel für neue Diagnosewerkzeuge, gemäß Broad Institute.
CRISPR-Cas9 verhielt sich genau so, wie Wissenschaftler es seit seiner Erstellung als Werkzeug zur Bearbeitung von Genomen angenommen hatten. Wenn CRISPR mit Virus-DNA interagiert, kopiert es es in kurze RNA-Sequenzen, die als "Leit-RNA" bezeichnet werden.
"Cas-Enzyme folgen der Leit-RNA durch Zellen, und wenn sie DNA finden, die mit der Leit-RNA übereinstimmt, zerstört sie sie durch Spaltung - wie eine molekulare Schere", so Science Alert.
Das System kann für eine gezielte Bearbeitung des Genoms verwendet werden und funktioniert nachweislich bei vielen Arten. Bisher hat CRISPR genetische Zustände bei Nagetieren behandelt, die Farbe einer Blume verändert, HIV bei lebenden Tieren eliminiert und das Wachstum von Krebs verlangsamtZellen und entfernte sogar ein Gen, das Herzkrankheiten aus einem menschlichen Embryo verursacht. Kurz gesagt, dieses System könnte unzählige Leben retten.
Der Clip, den die Gruppe von Wissenschaftlern gesehen hat, war das erste Mal, dass jemand CRISPR in Aktion gesehen hat. Bisher war der Prozess, nach dem es funktioniert, rein spekulativ. Die winzige Natur des Auftretens ist für die meisten Bildgebungsmethoden einfach zu klein.
Um dies zu erreichen, entwickelten Nureki und sein Team eine Technik namens Hochgeschwindigkeits-Rasterkraftmikroskopie. Ein Mikroskop wie dieses besteht aus einer Sonde mit sehr scharfer Spitze am freien Ende eines Auslegers. Die Sonde wird dann zur Oberfläche hin abgesenkt undlenkt kontinuierlich davon ab.
Während dieses Vorgangs erkennt ein Laser geringfügige Änderungen der Auslenkungen des Auslegers, während dieser bewegt sich über erhabene Oberflächenmerkmale. Diese werden dann aufgezeichnet, um ein Bild davon zu erstellen, was die Sonde scannt. Die Nadel bewegt sich so schnell, dass ein bewegtes Bild erzeugt wird.
Glücklicherweise hat einer von Nurekis Forschern auf Twitter ein Video des Ereignisses gepostet, in dem ein gelber Fleck und braune Stränge interagieren. Der gelbe Fleck ist Cas9 und die braunen Stränge sind DNA.
In dem Video dauert es Sekunden, bis CRISPR in den DNA-Strang eindringt. Diese winzige, schnelle Aktion ist ein historischer Moment für die Wissenschaft, und der Beitrag hat bisher 2.500 Likes sowie Schock und Ehrfurcht von der wissenschaftlichen Gemeinschaft erhalten.
"Das Ergebnis ist ziemlich leicht zu verstehen" sagte Hiroshi Nishimasu einer von Nurekis Mitarbeitern in der Zeitung. "Die Leute sagen:" Wow! "Es ist sehr einfach."
Das Papier, in dem der Moment beschrieben wird, wurde in veröffentlicht. Naturkommunikation.