Fortschritte bei der Geneditierung in den letzten Jahren haben neue Möglichkeiten für die Einstellung des Menschen zu genetischen Möglichkeiten eröffnet. In einer neuen Studie eines internationalen Forscherteams wurde jedoch eine neue Geneditierungstechnik beschrieben, mit der eine einzelne DNA-Base mit "absoluter Präzision" modifiziert werden kanndas menschliche Genom.
Bis heute könnte der vom japanischen Team entwickelte Prozess das, was mit der Gen-Bearbeitung möglich sein könnte, radikal verändern. Das Team nannte die Technologie MhAX, die für Microhomology-Assisted eXcision steht. Die Methode führt die Zelle dazu, sich selbst durch Design zu reparieren und Paare bereitzustellenvon genetisch abgestimmten Zellen zur Untersuchung krankheitsbedingter Zellmutationen, stellte das Team in einer Pressemitteilung fest.
Das Team konzentrierte seine Forschung auf einzelne Mutationen in DNA, AKA-Einzelnukleotidpolymorphismen oder SNPs. SNPs sind die häufigste Art der Variation im menschlichen Genom. Über 10 Millionen SNPs existieren, und einige der bekanntesten umfassen Herzerkrankungen, Diabetesund Alzheimer.
Die Forscher wollten die Verbindung von SNPs mit weitgehend erblichen Krankheiten genauer untersuchen. Dazu musste das Team jedoch eine Zwillingszelle vergleichen, die in jeder Hinsicht genetisch übereinstimmte. Der Trick bestand darin, Zwillinge zu werdenZellen müssen sich nur um einen SNP unterscheiden. Daher muss ein Prozess wie MhAX einen Weg zur Erzeugung von Zwillingszellen rationalisieren.
Das Team platzierte eine SNP-Modifikation neben einem fluoreszierenden Reportergen, das den Forschern hilft, modifizierte Zellen zu suchen und zu finden. Anschließend konstruierten sie eine doppelte DNA-Sequenz auf jeder Seite des fluoreszierenden Gens. Diese wurden zu Stellen für die spätere CRISPR-BearbeitungDas Team verwendete dann ein Reparatursystem namens Microhomolog-vermittelte Endverbindung MMEJ, um das fluoreszierende Gen zu entfernen.
Und der gesamte Prozess hinterließ den Forschern am Ende des Projekts einen Single-Base-Edit-SNP.
Der Prozess war lang und bei weitem nicht so einfach wie beschrieben, so die Autoren des Teams in der Studie.
"Normalerweise müssen wir zusammen mit dem SNP ein Gen für Antibiotikaresistenz hinzufügen, um eine geringe Effizienz zu überwinden", sagte Shin-Il Kim, Assistenzprofessor im Woltjen-Labor und Co-Erstautor der StudieUm das Genom zu verändern, brauchen wir auch einen Weg, es zu entfernen. "
Associate Professor Knut Woltjen leitete das Projekt. Er sagte, seine Inspiration für die MhAX-Technologie stamme aus der Beobachtung, wie DNA auf natürliche Weise auf äußere Kräfte reagiert und sich selbst repariert.
"Damit MhAX funktioniert, duplizieren wir DNA-Sequenzen, die bereits im Genom vorhanden sind. Anschließend lassen wir die Zellen diese Duplikation auflösen. Gleichzeitig entscheiden die Zellen, welche SNPs nach der Reparatur verbleiben", sagt erDie Versuchsergebnisse zeigen das gesamte Spektrum möglicher SNP-Genotypen. "
Das Team mit Woltjens Labor hat bereits andere SNPs erstellt und korrigiert. Derzeit arbeiten sie daran, die genetische Ursache für schweren Diabetes bei jüngeren Patienten herauszufinden.
"Unser Ziel ist es, Gen-Editing-Technologien zu entwickeln, die unser Verständnis der Krankheitsmechanismen verbessern und letztendlich zu Therapien führen", sagte Woltjen. "Wir sind zuversichtlich, dass MhAX in der aktuellen Forschung zu menschlichen Krankheiten und darüber hinaus eine breite Anwendbarkeit haben wird."
Via : EurekAlert