Gentechnik ist ein Bereich, den es theoretisch schon seit vielen Jahrzehnten gibt, der jedoch in vielerlei Hinsicht von den meisten Wissenschaftlern immer noch als neue Grenze angesehen wird. Dies liegt an den ethischen Dilemmata, die sich daraus ergeben, und an frühzeitigen Misserfolgen bei der SichtbarkeitHumantests haben seit vielen Jahren ernsthafte genetische Forschung in die Hinterzimmer akademischer Institutionen und in die Vorstellungskraft von Science-Fiction-Autoren getrieben.
Glücklicherweise beginnt sich all dies aufgrund einer neuen Technik in der genetischen Bearbeitung zu ändern, von der Sie vielleicht schon gehört haben… CRISPR .
CRISPR oder „die CRISPR / Cas9-Technik“ verändert das Spiel. Es ist eine der größten Wissenschaftsgeschichten des letzten Jahrzehnts und wird wahrscheinlich auch die größte Wissenschaftsgeschichte des nächsten Jahrzehnts sein. Es ermöglicht Wissenschaftlern, die zu bearbeitenGenom von LEBENDIGEN Organismen schnell, billig und mit einer unglaublichen Genauigkeit.
Dies könnte die Heilung von Krankheiten bedeuten. Ende des Welthungers oder sogar den nächsten Schritt machen menschliche Evolution . Die Möglichkeiten sind endlos. Aber seien Sie noch nicht zu aufgeregt, denn CRISPR ist noch eine relativ neue Technologie und es gibt noch viel zu erforschen und zu verfeinern. in vivo Tests am Menschen können beginnen.
Vor kurzem wurde jedoch eine neue Variante der CRISPR-Technik namens CRIPR-GO „GO“ steht für „Genome Organization“ entwickelt, die sich mit einigen Problemen seiner Vorfahren befasst und möglicherweise den Schlüssel zum Freischalten eines Levels der CRISPR-Technik enthältgenetischer Code, der sich Wissenschaftlern seit Jahren entzogen hat.
Kommen wir in die WISSENSCHAFT!
Sprechen wir über CRISPR vs CRISPR-GO… im Großen und Ganzen.
Im Grunde genommen nutzt das CRISPR / Cas9-System eine Art genetisches „Immunsystem“, mit dem viele Bakterien ausgestattet sind. Wenn es isoliert ist, können Sie ihm Proben von DNA- oder RNA-Sequenzen zuführen, auf die es abzielen soll.Wenn es dann in eine Zelle gelangt, sucht das CRISPR-Molekül selektiv nur Sequenzen heraus und schneidet sie aus, die mit der übereinstimmen, die Sie ihm zugeführt haben.
Dies funktioniert hervorragend, um unerwünschte Gene zu entfernen. Sie können dieses System jedoch auch in Verbindung mit Reparaturenzymen verwenden, um eine funktionierende Version dieses Gens oder sogar etwas völlig Neues einzufügen. Der Grund, warum CRISPR so revolutionär war und ist, ist meistensweil es die Gen-Bearbeitung unglaublich billig und einfach macht.
Was ein Team oder Forscher Tausende von Dollar und Monaten gekostet hätte, um es zu erreichen, kann jetzt an einem Nachmittag für ungefähr getan werden 75 USD . Es gibt jedoch immer noch erhebliche Probleme mit der Sicherheit der Technik. Obwohl sie sehr genau ist, ist sie nicht perfekt, und Schnitte oder Insertionen an der falschen Stelle im Genom einer Person erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person an Krebs erkrankt, erheblich.
Darüber hinaus stellt sich die ethische Frage, ob dauerhafte Veränderungen des Genoms einer Person, die sich auf die Keimzellen auswirken AKA, die Zellen, die die genetische Information Ihrer Kinder tragen würden, überhaupt legal sein sollten.
CRISPR-GO unternimmt einen ersten Schritt, um einige dieser Probleme zu beheben.
CRISPR-GO wurde von Forschern der Stanford University entwickelt und zeichnet sich dadurch aus, dass es ein modifiziertes CRISPR-Protein verwendet, um das Genom in drei Dimensionen zu reorganisieren. Wenn CRISPR wie eine molekulare Schere ist, ist CRISPR-GO wie eine molekulare Pinzette, die bestimmte Teile greiftdes Genoms und sie an neuen Stellen des Kerns niederzuschlagen. Aber es ist mehr als nur eine physische Verlagerung: Die Verdrängung genetischer Elemente kann ihre Funktionsweise verändern.
Mit anderen Worten, diese Art von Technik könnte verwendet werden, um die Gene einer Person zu optimieren, anstatt sie zu reparieren. Sie können schlecht verhaltene Gene hoch- oder runterregulieren und die Telomere die molekularen Kappen zu Chromosomen dazu ermutigen, länger zu wachsen, anstatt sich mit dem Alter zu verschlechtern, oder sogarSchutz vor Krebs durch Förderung von Tumorsuppressorgenen.
Es gibt sogar einige Untersuchungen, die darauf hindeuten, dass diese Änderungen je nach Position im Zellkern als vererbbar oder nicht vererbbar umgeschaltet werden können, was zur Lösung der bereits diskutierten ethischen Dilemmata beitragen könnte.
„Aber warte“, könnte man sagen. „Warum zum Teufel würde die Position eines Gens seine Funktion beeinflussen? Es ist immer noch der gleiche Code und darauf kommt es an, richtig?“ Falsch. Nun… meistens richtig, aber wenn es darum gehtZellbiologie Nichts ist jemals so einfach wie wir möchten. Um diese Frage zu beantworten, lassen Sie uns einen kurzen Exkurs in die Idee von EPIGENETIK !
Epigen - WAS - Tics?
Die harte Wahrheit ist, dass die von Ihnen geliebte Biologielehrerin im zweiten Jahr Sie tatsächlich angelogen hat, als sie sagte, dass der genetische Code bestimmt, wer eine Person ist. Es stellt sich heraus, dass die Genexpression eine völlig andere Ebene hat, die nichts mit dem physischen „Code“ zu tun hat”. Epigenetik ist die Untersuchung vererbbarer Veränderungen der Genexpression aktive versus inaktive Gene, die keine Veränderungen der zugrunde liegenden DNA-Sequenz beinhalten.
Besonders interessant ist, dass diese Veränderungen im Laufe Ihres Lebens auftreten und dennoch an Ihre Kinder weitergegeben werden können - etwas, das die Mendelsche Genetik über Hunderte von Jahren für unmöglich hielt.
Aber denken Sie an identische Zwillinge zurück, die Sie getroffen haben. Sie haben genau den gleichen genetischen Code, aber wenn Sie genau hinsehen, gibt es immer subtile Unterschiede, die es Ihnen schließlich ermöglichen, sie auseinander zu halten. Diese sind fast immer auf epigenetische Veränderungen zurückzuführen.
Diese Art der Veränderung ist ein regelmäßiges und natürliches Ereignis, bei dem im Grunde genommen chemische Veränderungen des DNA-Moleküls verwendet werden, um seine physikalische Form an einer bestimmten Stelle zu verändern, sodass ein Gen für die Enzyme, die es lesen und replizieren würden, unzugänglich bleibt.oder umgekehrt erleichtert es ihnen, es zu erreichen.
Diese neue Forschung stützt sich auf dieses Forschungsgebiet und fügt die Idee hinzu, dass die physikalische Position des Gens innerhalb eines Zellkerns auch diese Art der sekundären Expressionsmetrik beeinflussen kann. Dies war etwas, was Wissenschaftler lange vermutet hatten, aber keine Möglichkeit hattenbis jetzt zu beweisen.
Es ist am besten, sich einen Zellkern wie ein Haus mit mehreren verschiedenen „Räumen“ vorzustellen, und wie ein normales Haus hat jeder Raum einen etwas anderen Zweck. Einige Räume dienen zur Aufbewahrung, und die darin enthaltenen Gene werden nicht oft berührt.In anderen Gebieten herrscht mehr Verkehr und daher mehr Reaktionen.
Was diesen Ansatz jedoch besonders macht, ist, dass die Änderung der genetischen Position sowohl chemisch induzierbar als auch vollständig reversibel ist. Wenn also ein Patient Nebenwirkungen auf die Behandlung hat, kann dies schnell und ohne oder mit nur geringen Nebenwirkungen rückgängig gemacht werden.
Eine glänzende, aber möglicherweise ferne Zukunft
Ich gebe zu, diese Art von Forschung ist auf hohem Niveau und mag auf den ersten Blick etwas langweilig erscheinen, aber das Potenzial, das sie birgt, ist erschütternd. Beispielsweise wird der Abbau von Telomeren als die wichtigste Ursache für das Altern angesehenDie Wissenschaftler zeigten jedoch, dass Telomere durch Annäherung an den sogenannten „Cajal-Körper“ tatsächlich nachwuchsen, die Lebensfähigkeit der Zellen erhöhten und den Alterungsprozess stoppten. Dies könnte einen enormen Fortschritt für die Langlebigkeit des Menschen bedeuten.
CRISPR-GO kann auch verwendet werden, um Strukturen zu erstellen, die als „Promyelocytic Leukemia Body“ PLCs bezeichnet werden. Hierbei handelt es sich um große Proteinkugeln, von denen bekannt ist, dass sie Pro-Tumor-Gene unterdrücken. Leider sind die meisten dieser Pro-Tumor-Gene für erforderlichLeben, wenn sie normal funktionieren und nur durch Mutation zum Problem werden.
Durch die Positionierung krebserregender Gene in der Nähe dieser SPS könnte jedoch die Geschwindigkeit, mit der sich Krebs entwickeln könnte, erheblich verringert werden, ohne gleichzeitig die normale Zellfunktion zu beeinträchtigen. Ja, das bedeutet, was Sie denken, dass es sich um einen Impfstoff gegen Krebs handelt.
Natürlich müssen wir mit einem Wort der Vorsicht enden, damit Sie, lieber Leser, nicht zu aufgeregt werden. Während die von CRISPR-GO gezeigten Beweise aufregend sind, befindet sich die Forschung noch in einem Pilotstadium und es gibt noch viel zu tundurchgeführt, bevor diese Ergebnisse vollständig bestätigt werden können.
Obwohl hier viel Potenzial vorhanden ist und die Forschung einige sehr wichtige Fragen beantwortet hat, hat sie auch etwa 20 weitere eröffnet. In naher Zukunft wird es sehr wichtig sein, zu entschlüsseln, warum diese standortbezogen sindEffekte treten in bestimmten Kernkompartimenten auf und was die zugrunde liegende Ursache ist.
Bis dahin müssen wir einfach weiter träumen und hoffen, dass niemand versehentlich ein Bruce Banner zieht und " Hulks " selbst… Das könnte die Genforschung beeinträchtigen eine andere Jahrzehnt!
Die neue Forschung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht, Zelle .
Via : Stanford University