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Wissenschaftler haben ein neues Tool zur Genbearbeitung entwickelt, das CRISPR übertreffen könnte

Es ist schneller und einfacher als CRISPR und ermöglicht die gleichzeitige Durchführung von Millionen genetischer Experimente.

Ein neues Gen-Editing-Tool hat es dem Wyss Institute for Biological Inspired Engineering von Harvard ermöglicht, eine Leistung zu vollbringen, die damit nicht möglich wäre. CRISPR nach eine Pressemitteilung .

Die Forschergruppe hat die sogenannte "Retron Library Recombineering" RLR -Technik entwickelt, mit der Wissenschaftler Millionen genetischer Experimente gleichzeitig durchführen können.

Dieses Tool, beschrieben in einem kürzlich erschienenen Artikel in PNAS verwendet Retrons, bei denen es sich um bakterielle DNA-Segmente handelt, die eine reverse Transkription durchlaufen, um einzelsträngige DNA-Fragmente ssDNA zu erzeugen. RLR produziert bis zu Millionen von Mutationen gleichzeitig in Bakterienzellen und "Barcodes" -Mutantenzellen, wodurch der gesamte Pool aktiviert werden kannsofort überprüft. Auf diese Weise können große Datenmengen schnell erstellt und analysiert werden.

Aber warum ist das wichtig? Nun, weil es die Hauptbeschränkungen von überwindet CRISPR-Cas9 eine bahnbrechende Technologie, mit der Gene bearbeitet werden können. Insgesamt ist es für Wissenschaftler schwierig, CRISPR-Cas9-Materialien in großer Anzahl zu liefern, und sie kann seit dem Cas9-Enzym, der molekularen "Schere", manchmal für Zellen toxisch seinDNA-Stränge schneiden, schneidet oft unbeabsichtigte Stellen.

"RLR ermöglichte es uns, etwas zu tun, was mit CRISPR unmöglich ist: Wir haben zufällig ein Bakteriengenom zerhackt, diese genetischen Fragmente in situ in einzelsträngige DNA umgewandelt und damit Millionen von Sequenzen gleichzeitig gescreent." erklärt Co-Erstautor Max Schubert . "RLR ist ein einfacheres, flexibleres Tool zur Bearbeitung von Genen, das für hochmultiplexierte Experimente verwendet werden kann. Es eliminiert die bei CRISPR häufig beobachtete Toxizität und verbessert die Fähigkeit der Forscher, Mutationen auf Genomebene zu untersuchen."

Retrons als gentechnisches Werkzeug

Während CRISPR-Cas9 DNA schneidet fügen Sie die mutierte Sequenz in ihr Genom ein Retronen können den mutierten DNA-Strang in eine replizierende Zelle einfügen, wo er in die DNA der Tochterzellen eingeführt wird. Da Sequenzen von Retronen als "Barcodes" verwendet werden können, können Wissenschaftler damit Individuen verfolgen.

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"Wir sind der Meinung, dass Retrons uns die Möglichkeit geben sollten, ssDNA in den Zellen zu produzieren, die wir bearbeiten möchten, anstatt zu versuchen, sie von außen in die Zelle zu zwingen, ohne die native DNA zu beschädigen, die beide sehr überzeugende Eigenschaften waren." sagte Co-Erstautor Daniel Goodman .

RLR wurde an E. coli-Bakterien getestet und es wurde festgestellt, dass nach einigen Optimierungen 90 Prozent der Spezies die Retronsequenz enthielten. Darüber hinaus zeigten die Wissenschaftler, wie effektiv sie in groß angelegten genetischen Experimenten sein kann: Durch Sequenzierung derMit den Barcodes von Retrons und nicht mit einzelnen Mutanten konnten sie Antibiotikaresistenzmutationen in E. coli noch schneller nachweisen.

"Die Möglichkeit, gepoolte, mit Strichcode versehene Mutantenbibliotheken mit RLR zu analysieren, ermöglicht die gleichzeitige Durchführung von Millionen von Experimenten, sodass wir die Auswirkungen von Mutationen im gesamten Genom sowie die Wechselwirkung dieser Mutationen miteinander beobachten können", sagte SeniorAutor George Church. "Diese Arbeit hilft dabei, einen Fahrplan für die Verwendung von RLR in anderen genetischen Systemen zu erstellen, der viele aufregende Möglichkeiten für zukünftige genetische Forschung . "

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Alles in allem sind die Fortschritte aufregend, können aber etwas verfrüht sein. RLR muss noch in Säugetierzellen eingesetzt werden. Laut den Forschern muss noch mehr Arbeit geleistet werden, um die Bearbeitungsrate zu verbessern und zu standardisieren, aber es scheint soeine glänzende Zukunft voraus.

"Dieses neue Tool für die synthetische Biologie bringt die Gentechnik auf ein noch höheres Durchsatzniveau, was zweifellos zu neuen, aufregenden und unerwarteten Innovationen führen wird", sagte Don Ingber, Gründungsdirektor des Wyss Institute.

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