SciTechDaily

ניקולס

עריכת DNA מדויקת וללא צלקות: שיטת CRISPR חדשה מאפשרת יעילות ללא תחרות

שיטת SEED/Harvest משפרת את טכנולוגיית CRISPR-Cas9 כדי לאפשר עריכות גנומיות מדויקות ויעילות בזבובי פירות, ופותחת אפשרויות חדשות לגנטיקה ולמחקר רפואי.

שיטה חדשה מבוססת CRISPR-Cas9 בשם SEED/Harvest משלבת את מסלול התיקון Single-Strand Annealing כדי לשנות את הגנום של זבובי הפירות בצורה יעילה יותר וללא נזק שיורי. טכניקה זו מאפשרת מדויק ויעיל DNA שינויים ברחבי הגנום, מקלים על מחקר על תפקודי חלבון ברקמות ובשלבי התפתחות שונים, ועשויים להועיל לגנטיקה, ביוטכנולוגיה ומחקר רפואי.

צוות בראשותו של פרופ' מרקוס אפולטר בביו-צנטרום של אוניברסיטת באזל פיתח טכנולוגיות CRISPR/Cas מתקדמות בשיטה חדשה המאפשרת תיוג מדויק וחלק יותר של חלבונים ברמה הגנטית. חידוש זה טומן בחובו פוטנציאל גדול לשפר את מחקר החלבון באורגניזמים חיים ולהרחיב הזדמנויות במחקר רפואי.

בעזרת טכנולוגיית CRISPR/Cas המהפכנית, ניתן לשנות במדויק את ה-DNA של יצורים חיים. שימוש במדריך RNA שמזהה רצף DNA ספציפי, חלבון Cas9 מגויס לרצף זה וחותך את ה-DNA. חיתוך ממוקד זה מאפשר לתקן או לשנות את ה-DNA במיקום הספציפי הזה.

הצוות של פרופ' מרקוס אפולטר בביוצנטרום, אוניברסיטת באזל, פיתח כעת שיטה חדשה בשם SEED/Harvest בזבוב הפירות (תסיסנית מלנוגסטר). שיטה זו משלבת את טכניקת CRISPR-Cas9 עם מסלול תיקון Single-Strand Annealing (SSA), המאפשר לבצע שינויים בכל הגנום בצורה יעילה יותר ומבלי להשאיר צלקות לא רצויות. המחקר פורסם ב-Developmental Cell.

שתי שיטות משולבות

שיטת SEED/Harvest מתקדמת בשני שלבים. בשלב ראשון, החוקרים הכניסו גן סמן לאתר ה-DNA הרצוי בתוך אזור מקודד חלבון. סמן זה ממוקם במיקום הממוקד ומשמש לבודד שינויים מוצלחים.

בשלב שני, הסמן נכרת ונקודות השבירה של ה-DNA מתוקנות על ידי מסלול תיקון Single-Strand Annealing (SSA). "זה מאפשר לנו לחתוך את ה-DNA בצורה חלקה תוך שמירה על תפקודו המלא", מסביר המחבר הראשון גוסטבו אגילר. "השילוב של שתי השיטות מאפשר לסמן כל חלבון רצוי בגנום ללא נזק נלווה, מה שמאפשר לנו לחקור את הפונקציות של חלבונים באורגניזמים חיים".

יותר מדויק ויעיל

"מכיוון שנרצה להציג ולנתח שינויים ב-DNA ברחבי הגנום עבור המחקר שלנו, השיטה חייבת להיות מדויקת ויעילה כאחד", מסביר Affolter. "ושיטת SEED/Harvest היא גם וגם. הוא משלב את ההקרנה החזקה ביותר של הוספות מוצלחות וכל היתרונות של תיוג חלק".

הזדמנויות מחקר חדשות

אחד היתרונות של שיטת SEED/Harvest הוא שניתן לסמן חלבונים ברקמות וסוגי תאים ספציפיים. "אנו יכולים כעת לשלוט ולקבוע ברקמות ובשלבי התפתחות שונים מתי והיכן גנים מופעלים או מושבתים" מוסיף גוסטבו אגילר. זה פותח אפשרויות חדשות למחקר לחקור את הדינמיקה של חלבונים באופן שיטתי בתאים חיים בזמן אמת.

שיטה זו חשובה לא רק לגנטיקה ולביוטכנולוגיה. "שיטת SEED/Harvest יכולה לעניין גם מחקר רפואי, למשל, כדי לזהות פגמים הנגרמים על ידי גנים של מחלות", אומר Affolter.

ניקולס