Crispr-Genredigering Kan Gøre Mere Skade End Forskerne Troede

{h1}

I 15 procent af tilfældene var cellulært dna så krypteret, at cellerne tabte funktion.

Som en molekylær ninja skifter genomredigeringsværktøjet CRISPR-Cas9 gennem ultraspecifikke segmenter af DNA for at skære uønskede bits af genetisk kode. Det er en præcis og lovende metode til genetisk redigering, der er meget anvendt i videnskabelig forskning. Og videnskabsmænd håber, at det en dag kunne bruges til selektivt at fjerne gener, der resulterer i medicinske problemer som hiv, seglcelle sygdom og kræft.

Desværre foreslår en ny undersøgelse offentliggjort i dag (16. juli) i tidsskriftet Nature Biotechnology, at denne dag kan være længere væk end forventet - og at CRISPRs cellulære sværdemandskab kan resultere i langt mere sikkerhedsskade end tidligere antaget.

Under anvendelse af CRISPR til redigering af DNA'et i både mus- og menneskelige afledte celler fandt undersøgelsesforfatterne, at store stykker af DNA uheldigvis blev slettet, omarrangeret og ellers muteret så alvorligt, at cellerne tabte funktion i omkring 15 procent af tilfældene.

Undersøgelsen giver den mest systematiske og alvorlige beregning af den potentielle genetiske skade, der er forårsaget af CRISPR-manipulation, hidtil, sagde undersøgelsesforfatteren Allan Bradley, en højtstående gruppeleder og direktør emeritus ved Wellcome Sanger Institute i England. Og resultaterne kan være grund til at genoverveje teknologiens brug i kliniske omgivelser, indtil yderligere forskning kan gøres, sagde han.

"CRISPR er ikke så sikkert, som vi troede," sagde Bradley til WordsSideKick.com. "DNA reparationsprocessen er ikke 100 procent idiotisk, og der kan være problemer, der skal undersøges yderligere."

Sprængning af koden (åben)

Når du billedet DNA, tænker du sandsynligvis på en dobbelt helix - en snoet, stigenlignende bogstavsekvens med dine genetiske oplysninger. Hver stigning af stigen består af to sammenknyttede nukleotider (små organiske molekyler) kendt som et basepar. Dit komplette genom indeholder omkring 3 milliarder af disse basepar, opdelt blandt 23 par kromosomer, der er til stede i hver eneste celle i din krop.

Den præcise rækkefølge af disse basepar udgør din unikke genetiske kode. Mutationer i denne kode - sige, hvis et basepar mangler eller på hovedet - kan forårsage, at forskellige gener mister deres funktion, nogle gange resulterer i genetiske lidelser som cystisk fibrose, hæmofili og mange kræftformer.

CRISPR blev designet til at eliminere ultraspecifikke genetiske defekter som disse ved at skære gennem målrettede sekvenser af DNA med et skalpellignende enzym kaldet Cas9. Efter Cas9 severs DNA i det udpegede sted begynder dette segment af DNA naturligvis at reparere sig selv. Gennem denne metode kan problemgener hurtigt fjernes, og til tider kan brugerdefinerede genetiske sekvenser endda tilføjes i pauseområdet, før DNA'et forsegler sig selv igen.

Tidligere undersøgelser af CRISPR har ikke vist mange uforudsete genetiske mutationer forårsaget af denne præcise udskæring, men disse undersøgelser har måske ikke set hårdt nok, sagde Bradley.

"Konsekvenserne af [CRISPR-inducerede mutationer] kan bogstaveligt talt være millioner af basepar væk fra pauseområdet," sagde Bradley.

I deres nye undersøgelse brugte Bradley og hans kolleger CRISPR til at redigere en række musafledte stamceller, og så systematisk set på cellerne DNA-basepar, der bevægede sig længere og længere væk fra cut-site. Gennem denne omhyggelige tilgang fandt forskerne, at omkring 15 procent af de studerede celler blev muteret så meget, at de mistede deres funktion.

"I den enkleste form er disse mutationer deletioner af store mængder DNA," sagde Bradley (i nogle tilfælde manglede tusindvis af DNA-basepar efter at være blevet manipuleret af CRISPR). "Men der er også meget mere komplekse versioner."

For eksempel, sagde Bradley, holdet opdagede tilfælde hvor sekvenser af genetisk kode blev "scrambled" eller indsat i strengen bagud. I nogle tilfælde blev lange sekvenser af DNA, der burde have været tusindvis af basepar væk, utilsigtet syet i CRISPR-cut-stedet. I andre tilfælde var sekvenser af kode, ingen steder nær klippeområdet - nogle af de millioner af basepar væk - på samme måde muteret.

Efter at have set på mange forskellige steder langs cellens DNA, vendte teamet sig til andre typer celler, herunder menneskelige afledte stamceller dyrket i laboratoriet for at se om skadesmønsteret blev gentaget. Deres observationer forblev konsistente: Omkring 15 procent af CRISPR-manipulerede celler blev utilsigtet muteret på dramatiske måder.

En tilfældig snit

I sidste ende er de præcise konsekvenser af disse mutationer vanskelige at estimere, da forskellige typer celler bruger forskellige operationer til at reparere deres DNA.

"Fordi du har en tilfældig reparationsproces med at genforene DNA, tror jeg, at alt er muligt, når du kigger på billioner af forskellige begivenheder," sagde Bradley.

Så hvad betyder dette for fremtidig CRISPR forskning? Til Bradley bør undersøgelserne ikke diskreditere CRISPR-Cas9 som et lovende genetisk forskningsværktøj, men bør gøre forskere forsigtige, når de tænker på at bruge genredigeringsværktøjet i en klinisk indstilling.

Maria Jasin, en forsker fra Memorial Sloan Kettering Cancer Center, som ikke var involveret i undersøgelsen, var enig. "Denne undersøgelse viser, at der kræves yderligere undersøgelser og specifikke test, før CRISPR-Cas9 anvendes klinisk," sagde Jasin i en redegørelse.

Oprindeligt udgivet på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Forskning


Hair-Straightening Products Farlige, Amerikanske Reps Siger
Hair-Straightening Products Farlige, Amerikanske Reps Siger

Hvorfor Vi Ligger
Hvorfor Vi Ligger

Videnskab Nyheder


Er Sunde Skole Frokost Programmer En Affald?
Er Sunde Skole Frokost Programmer En Affald?

Sådan Forhindrer Du Et Brudt Hjerte (Op-Ed)
Sådan Forhindrer Du Et Brudt Hjerte (Op-Ed)

Parasit Evolution: Sådan Er Det, Hvordan Nogle Dyr Er Blevet Til Moochers
Parasit Evolution: Sådan Er Det, Hvordan Nogle Dyr Er Blevet Til Moochers

Virkeligheden Af ​​Nyere Ufo-Observationer
Virkeligheden Af ​​Nyere Ufo-Observationer

Tvillinger Adskilt Ved Fødslen Afslører Svimlende Indflydelse På Genetik
Tvillinger Adskilt Ved Fødslen Afslører Svimlende Indflydelse På Genetik


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com