De Mayo Clinic (Rochester, VS) heeft een methode ontwikkeld waarmee, op verzoek van de onderzoeker, elk gen in een levend organisme kan worden in- en uitgeschakeld.
De bestaande methoden van genoomcontrole zijn gebouwd volgens hetzelfde schema, wat hun toepassing ernstig beperkt: we hebben het over het onderdrukken van genactiviteit.
De eenvoudigste manier om dit te doen is door met dit gen het DNA te knippen met een enzym, zodat het gen zelfs na reparatie niet kan functioneren. Hiervoor worden nucleasen met de zogenaamde zinkvingers gebruikt - structurele elementen die specificiteit hebben voor een of andere nucleotidesequentie.
Maar de set van dergelijke "zinken vingers" is beperkt, dat wil zeggen dat niet elk fragment in het DNA met hun hulp kan worden opgespoord. Morfoline-oligonucleotiden zijn een alternatief. Dit zijn korte synthetische nucleotideketens met absoluut elke specificiteit die u maar kunt wensen. Door zich te hechten aan cellulair DNA blokkeren ze de activiteit van een bepaald gen. Het nadeel van deze aanpak is tijdelijke actie: vroeg of laat wordt de blokkade van het gen vanzelf opgeheven.
In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature beschrijven de auteurs een derde methode gebaseerd op het gebruik van TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease) nuclease-enzymen. Dit zijn hybride eiwitten, waarvan sommige afkomstig zijn uit bacteriën. Het bacteriële fragment bindt zich aan kleine fragmenten van DNA; vanwege zijn buitengewone variabiliteit kan het worden aangepast om bijna elke DNA-sequentie te herkennen. Een ander stukje van het TALEN-molecuul is het nuclease zelf, dat snijdt in het DNA.
Tot nu toe werd TALEN gebruikt in celculturen. Nu hebben onderzoekers deze methode kunnen aanpassen aan hele organismen. Een genetische regulator werd ingebracht in het genoom van de gestreepte zebravis (Danio rerio) waardoor een specifiek gen kon worden in- of uitgeschakeld. Dat wil zeggen, met behulp van het specifieke nuclease TALEN werd een incisie gemaakt nabij het gen dat interessant is voor wetenschappers. Vervolgens werd deze regulerende nucleotidesequentie met andere enzymen in de incisie ingebracht.
Daarna hoefde alleen maar op de hendel te drukken, dat wil zeggen, stoffen toe te voegen die de regelaar aan of uit zetten. Benadrukt moet worden dat ten eerste het gebruik van TALEN de introductie van een regulatoire sequentie "zijwaarts" aan elk gen mogelijk maakt, en ten tweede dat deze manipulatie, zoals de auteurs toonden, kan worden uitgevoerd met het hele organisme, en niet alleen met de celkweek.
Het is moeilijk om de vooruitzichten van een nieuwe methode (of een nieuwe aanpassing van een oude, zo u wilt) te overschatten. Het is bijvoorbeeld belangrijk om te weten wat een bepaald gen gedurende het leven doet, of de functie verandert, of het blijft werken, enz. Tot nu toe was het ongelooflijk moeilijk om erachter te komen: wetenschappers konden het ene gen uitschakelen voor een ander. stadium van het embryo, maar het was niet mogelijk om het weer aan te zetten in een volwassen organisme. Als de mutatie kritiek bleek te zijn, stierf het embryo, waarna werd geconcludeerd dat het gen buitengewoon belangrijk was in het embryonale stadium, maar niemand wist wat er daarna mee gebeurde.
Promotie video:
En nu is er een kans om de leeftijdsgerelateerde, om zo te zeggen, kenmerken van het werk van genen grondig te leren. En dit wil niet zeggen dat het met behulp van de beschreven methode theoretisch mogelijk is om genen "aan te zetten" of "uit te schakelen", waarvan de verkeerde activiteit de basis is van ernstige erfelijke (en niet alleen erfelijke) ziekten.
