Forscher vom biologisch inspirierten Wyss Institute of Engineering der Harvard University Erstellt Ein neues Gen-Editing-Tool könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, Millionen genetischer Experimente gleichzeitig durchzuführen. Sie nennen es die Retron Library Recombineering (RLR) -Technologie und verwendet bakterielle DNA-Teile, sogenannte Retrons, die einzelsträngige DNA-Teile produzieren können.
Wenn es um die Bearbeitung von Genen geht, ist CRISPR-Cas9 heutzutage wahrscheinlich die beliebteste Technologie. Es hat in den letzten Jahren Wellen in der Wissenschaftswelt geschlagen und den Forschern das Werkzeug gegeben, das sie benötigen, um DNA-Sequenzen leicht ändern zu können. Es ist genauer als bisher verwendete Techniken und hat eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, Einschließlich Lebensrettende Behandlungen Für verschiedene Krankheiten.
Das Tool weist jedoch einige wesentliche Einschränkungen auf. Es kann schwierig sein, CRISPR-Cas9-Materialien in großer Anzahl zu liefern, was beispielsweise für Studien und Experimente ein Problem bleibt. Die Funktionsweise dieser Technologie kann auch zytotoxisch sein, da das Cas9-Enzym – der molekulare „Clipper“, der für das Schneiden von DNA-Strängen verantwortlich ist – häufig auch Nicht-Zielstellen abschneidet.
Die CRISPR-Cas9-Technologie schneidet tatsächlich DNA, um Sequenzen von Mutationen während des Reparaturprozesses in ihr Genom aufzunehmen. Währenddessen können die Retrons den mutierten DNA-Strang in die doppelte Zelle einfügen, so dass der Strang in die DNA der Tochterzellen eingebaut werden kann. Darüber hinaus können die Retrons als „Barcodes“ oder „Visitenkarten“ dienen, sodass Wissenschaftler Personen in einer Bakterienpopulation verfolgen können. Dies bedeutet, dass es zur Bearbeitung des Genoms verwendet werden kann, ohne die ursprüngliche DNA zu beschädigen, und dass mehrere Experimente in einer großen Mischung durchgeführt werden können.
Wyss-Wissenschaftler testeten die RLR an Coli Und die Bakterien fanden heraus, dass 90 Prozent der Bevölkerung nach einigen Modifikationen die Retronsequenz inkorporierten. Sie konnten ihre Nützlichkeit auch in massiven genetischen Experimenten unter Beweis stellen. Während ihrer Tests konnten sie Antibiotikaresistenzmutationen in finden Coli Durch Sequenzieren des Barcodes von Retrons anstatt durch Sequenzieren einzelner Mutanten, was den Prozess viel schneller macht.
Das eine Studie Erster Co-Autor Max Schubert erklärte:
„Mit RLR konnten wir mit CRISPR etwas Unmögliches tun: Wir haben zufällig ein Bakteriengenom geschnitten, diese genetischen Segmente in In-situ-Einzelstrang-DNA umgewandelt und damit Millionen von Sequenzen gleichzeitig gescreent. RLR ist die einfachste und flexibelste Gen-Editing-Tool, das in Experimenten verwendet werden kann. Hochmultiplexiert, wodurch die bei CRISPR häufig beobachtete Toxizität beseitigt und die Fähigkeit der Forscher verbessert wird, Mutationen auf Genomebene zu untersuchen.
CRISPR galt lange Zeit als seltsam für Bakterien, und die Entdeckung, wie es die Genomtechnik nutzte, veränderte die Welt. Retrons ist eine weitere bakterielle Innovation, die möglicherweise auch einige wichtige Fortschritte bringt. “
Es bleibt noch viel zu tun, bevor RLR in großem Umfang eingesetzt werden kann, einschließlich der Verbesserung und Standardisierung seiner Freisetzungsrate. Das Team glaubt jedoch, dass dies „zu neuen, aufregenden und unerwarteten Innovationen führen könnte“.
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