ADN origami folosit pentru monitorizarea direcționării genelor CRISPR

Imagine cu microscopie electronică a brațelor rotorului ADN origami, „L” portocaliu slab atașat la particulele de culoare mov. Credit: Imagine datorită Julene Madariaga Marcos

Editarea genelor CRISPR a transformat cercetarea, dar nu este perfectă și uneori poate viza gene neintenționate. Pentru a urmări reacțiile enzimelor CRISPR la diferite gene, cercetătorii de la Universitatea Leipzig au dezvoltat o nouă metodă folosind ADN origami și au reușit să-și măsoare răspunsul la secvențele genetice potrivite și greșite.

Minunatele foarfece genetice numite CRISPR / Cas9, descoperirea câștigătoare a premiului Nobel pentru chimie din 2020, se rup uneori în locuri pe care nu sunt concepute să le vizeze. Deși CRISPR a schimbat complet ritmul cercetării de bază, permițând oamenilor de știință să editeze rapid secvențe genetice, funcționează atât de repede încât uneori este dificil pentru oamenii de știință să vadă ce nu merge bine și să afle cum să o îmbunătățească. Julene Madariaga Marcos, colegă postdoctorală Humboldt, și colegii din laboratorul profesorului Ralf Seidel de la Universitatea din Leipzig din Germania, au găsit o modalitate de a analiza mișcările rapide ale enzimelor CRISPR, care îi vor ajuta pe cercetători să înțeleagă cum își recunosc secvențele țintă în speranța că îmbunătățirea specificității. Madariaga Marcos va prezenta cercetarea marți, 23 februarie, la cea de-a 65-a reuniune anuală a Societății Biofizice.

Pentru a utiliza enzimele CRISPR pentru a edita secvențele genetice, oamenii de știință o pot adapta pentru a viza o secvență specifică în cadrul celor trei miliarde de perechi de baze ADN din genomul uman. În timpul recunoașterii țintei, enzimele CRISPR pliază greșit firele de ADN pentru a găsi o secvență complementară cu cea a CRISPR ARN secvenţă. Dar, uneori, ARN-ul se încadrează în secvențe de ADN care nu sunt complet complementare. Pentru a dezlega acest joc neintenționat, oamenii de știință trebuie să poată observa modul în care CRISPR funcționează de-a lungul perechilor individuale de baze ADN, dar procesul este rapid și dificil de observat.

Pentru a măsura acțiunile CRISPR într-un program foarte rapid, Madariaga Marcos și colegii ei au apelat la origami ADN, care folosește secvențe ADN speciale pentru a forma nanostructuri tridimensionale complexe în loc de simple elice duble. Origami-ul ADN are aplicații în distribuția de medicamente, nanoelectronică și chiar în artă. Folosind origami ADN, au construit brațe de rotor din ADN, astfel încât să poată urmări cu o cameră rapidă la microscop că enzimele CRISPR nu împărtășesc ADN-ul, determinând rotirea brațului rotorului ca lame de elicopter. Cu acest sistem, au reușit să măsoare diferitele răspunsuri la potriviri și nepotriviri în secvența ADN. „Putem măsura direct peisajul energetic CRISPR / Cascade atunci când interacționează pentru prima dată cu ADN-ul”, a spus Madariaga Marcos.

Această tehnică îi va ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine enzimele CRISPR și cum ajung în cele din urmă la împerechere. În acest fel, ei pot afla cum să optimizeze CRISPR, astfel încât să producă mai puține jocuri off-target. În viitor, Madariaga Marcos este interesată de „dezvoltarea mai multor instrumente și metode pentru studierea acestor procese de editare a genelor în moduri noi și la un nivel mai detaliat”.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.