Телеграм канал Research highlights
Краткий обзор передовых научных достижений в области химии, биотехнологии, медицины и нанотехнологии
Поделиться с друзьями:
статистика поднять канал
О чём пишут в канале @researchhighlights
Как же ученые сумели использовать CRISPR/Cas9 для редактирования генов?
Было обнаружено, что фермент Cas9 можно «обмануть», подав ему искусственную РНК. Тогда он, распознав объект с тем же кодом (не только вирусы), начнет его измельчать. В 2012 году в Science вышла статья, где группа ученых показала, что они могут использовать систему CRISPR/Cas9 для уничтожения любого генома в любом месте (http://science.sciencemag.org/content/337/6096/816)
Дальше лучше. Фэн Чжан из Бостона (Broad Institute, совместные лаборатории Гарварда и MIT) в феврале 2013 года впервые успешно продемонстрировал CRISPR/Cas9 для редактирования геномов культивируемых клеток мыши или клеток человека.
Тогда-то исследователи и обнаружили, что CRISPR/Cas9 универсален. Теперь стало возможным не только вырезать определенные участки ДНК, но и заменять «плохие» гены на «хорошие». Так, например, ученые смогли заставить фермент Cas9 вырезать ген, который вызывает синдром Гентингтона, и вставить «здоровый» ген вместо него.
(заболевание нервной системы, подробности тут ➡️ https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Болезн_Гентингтона).
К слову, сама идея редактирования генома далеко не нова. Что делает CRISPR настолько революционным, так это то, что он невероятно точен: фермент Cas9 работает именно с тем участком, который вас интересует. Теперь заменить ген можно в течение пары часов за 75 долларов 😀.
Но что нам это дает?
1. Новые инструменты для лечения генетических заболеваний. Если известно, в каком гене произошла мутация, вызывающая данную болезнь, его можно заменить на здоровый ген. Однако о функциях многих генов мы до сих пор не знаем. CRISPR и тут может прийти на помощь исследователям, например, выбивая отдельные гены можно определять какие признаки затронуты.
2. Мощные новые антибиотики и противовирусные препараты. Одна из самых острых проблем современной медицины: вирусы эволюционируют быстрее, чем мы создаем методы для борьбы с ними. Технология CRISPR/Cas9 имеет огромный потенциал в этой области.
3. Создание новых видов живых организмов. Летающие коровы, правда, вряд ли получатся 🙈. Генетики хотят искоренить паразитов (например, москитов, генетически закодировав появление на свет только мужских особей), однако пока не ясно к каким последствиям для экосистемы это приведет. За последние годы многие крупные компании, такие как Monsanto (ныне часть немецкой компании Bayer ☺️) начали лицензировать технологию CRISPR для редактирования генома сельскохозяйственных культур. Пока традиционные методы ГМО это не заменит, но поможет значительно усовершенствовать продукты питания (не только вкусовые характеристики, но и, скажем, устойчивость к неблагоприятным погодным условиям/паразитам, или отсутствие аллергенов).
4. Дизайн детей. Эта тема вызвала жаркие споры в научном мире, но на самом деле, мы еще очень-очень далеки от этого. Мы еще совсем мало знаем о человеческом геноме и о последствиях его редактирования, поэтому пока не мечтайте запрограммировать себе ребенка-вундеркинда.
Несмотря на это, стремительное развитие генетики обещает сделать наше с вами будущее невероятно захватывающим и интересным!
P.S. С праздником! 🍾
2018-02-23 23:12:33
В глубины истории CRISPR/Cas9
Инструмент CRISPR/Cas9 - революция в области биотехнологий, позволяющая редактировать ДНК.
Еще 1987 году, японские ученые, изучающие E. coli, впервые обнаружили некоторые необычные повторяющиеся последовательности в ДНК бактерий, о биологическом значении которых тогда еще не было известно. Позднее сходные кластеры были обнаружены в ДНК многих других бактерий (и архей) и были названы Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats - или CRISPR.
В 2007 году, ученые, изучающие бактерии Streptococcus, используемые для приготовления йогурта, показали, что такие кластеры являются частью иммунной системы бактерий и жизненно им необходимы.
Дело в том, что бактерии постоянно подвергаются нападениям вирусов и производят ферменты для борьбы с ними. Всякий раз, когда ферменту бактерии удается убить заражающий вирус, другие маленькие ферменты «подбирают» остатки генетического кода вируса, перерезают его на маленькие кусочки и затем сохраняют в тех самых пространствах CRISPR. Так бактерии вырабатывают стойкость к вирусам, с которыми они уже имели дело.
Однако эту же генетическую информацию, хранящуюся в CRISPR, бактерии используют, чтобы предотвратить и будущие атаки. В случае возникновения новой инфекции, бактерии продуцируют специальные агрессивные энзимы, известные как Cas9, которые выстраиваются вокруг сохраненных участков вирусного генетического кода. Когда ферменты Cas9 сталкиваются с вирусом, они сравнивают код РНК вируса с тем кодом, что сохранен в CRISPR. Если эти коды совпадают, фермент Cas9 начинает измельчать ДНК вируса и нейтрализует угрозу.
До недавнего времени эти открытия не представляли большого интереса никому, кроме микробиологов, пока в 2011 году ученые не совершили научную революцию, используя этот созданный природой механизм. О том, как человечество адаптировало этот механизм для редактирования генов, читайте следующий пост 😊
Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867414006047
2018-02-22 13:08:43
Недавно группа ученых из Израиля опубликовала невероятно интересное исследование, в котором им удалось воссоздать процесс эволюции головного мозга.
На самом деле, подобные эксперименты уже проводились ранее: развитие мозга и образование характерных складок люди давно пытаются смоделировать. Понимание этого процесса поможет в борьбе со многими психомоторными заболеваниями. До сегодняшнего дня в качестве материала для таких моделей использовали специальные полимерные гели, однако протестировать эти модели в живых системах не удавалось.
Орли Райнер и его коллеги сумели вырастить из стволовых клеток человека так называемые «органоиды» - трехмерные скопления клеток, которые подражали развивающемуся мозгу.
В процессе эксперимента органоиды пространственно ограничивали и наблюдали развитие складок в течение второй недели созревания. Образование складок было вызвано более быстрым ростом внешних областей органоида по сравнению с его внутренними регионами.
Таким образом, ученые создали путеводитель по физическим силам, которые придают головному мозгу его классический морщинистый вид.
Ссылка на оригинал
http://www.nature.com/articles/s41567-018-0046-7
2018-02-22 07:44:31
Этот канал посвящен самым передовым достижениям человечества в области естествознания. Здесь вы найдете краткий обзор статей, опубликованных в самых цитируемых научных журналах. О дивный новый мир!
2018-02-22 07:15:51