מהיר, טכניקה פחות יקר עבור מוטציה גדולה, לא הגן משתרע של דנ"א

גנים מהוות רק 2.5 של ה-DNA של תוכנית גנטית אנושית, אך יכול לגרום למחלות לא רק הגנים שעברו מוטציה, אלא מוטציות של דנ"א אחר השולט גנים.

חוקרים מאוניברסיטת יוטה דיווח בכתב העת Nature Genetics כי הם פיתחו שיטה מהירה יותר, פחות יקר עבור מוטציה אלה גדולים, שאינם הגן משתרע של ה-DNA.

"מחלות ידועות להתרחש כתוצאה של מחיקת אי - גן רצפי DNA, וזו השיטה החדשה מאפשרת לנו להעריך מה לעשות רצפים אלה", אומר מריו Capecchi, פרופסור מכובד יו"ר עמית של בגנטיקה של האדם באוניברסיטת יוטה חוקר הווארד יוז רפואי במכון (HHMI).

השיטה החדשה, הוא משמעותי, כי זה עושה את זה מעשי לעשות זאת תמורת סכום עצום של הגנום מוחלט ", הוא מוסיף.

בגלל עכברים רגילים מחקר מחלות אנושיות, "אנחנו רוצים לדעת את הפונקציה של כל פיסת ה-DNA בגנום העכבר", אומר סן וו, בחור דוקטורט בגנטיקה של האדם באוניברסיטת יוטה HHMI. "הדרך הטובה ביותר לדעת את הפונקציה של תוכנית גנטית הוא על ידי הסרת חלק מהדנ"א ולראות מה משתבש. מצאנו דרך לעשות את התפקיד הזה בקנה מידה גדול, כי הוא פשוט ומעשי".

Capecchi אומר: "פיתחנו שיטה למחוק כל פיסת דנ"א תוכנית העכבר גנטי מאוד יעיל."

השיטה החדשה של מוטציה גדולה, לא הגן משתרע של ה-DNA הוא התווה במהדורה המקוונת השבוע של Nature Genetics. Capecchi וו שערך את המחקר עם אוניברסיטת השניים האחרים של גנטיקאים יוטה האדם: Guoxin יינג, בחור דוקטורט, ו Qiang וו, פרופסור (ולא ביחס סן וו).

במאמר בכתב העת, מדענים מאוניברסיטת יוטה הדו"ח:

• הם מצאו דרך למחוק או לשכפל בינוני ארוך לחתיכות ארוכה מאוד של ה-DNA ולגרום מוטציות אלה לקרות לעתים תכופות יותר מאשר שיטות אחרות יכול. זה עושה את זה קל יותר לברר מה מומים או מחלות מתעוררות עקב מוטציות כאלה, ולכן מה-DNA עושה בדרך כלל.
• הם המציאו שיטה הרבה יותר יעיל עבור ערבוב recombining חתיכות של שני כרומוזומים, מה שמקל על זן עכברים עם סרטן אנושיים. עכברים אלה נדרשים כדי לפתח טיפולים חדשים.

עצום, Non-Gene מותח של תוכנית גנטית

הגנום הוא תוכנית גנטית של אורגניזם חי. הוא עשוי חומצה deoxyribonucleic, או ה-DNA, מתפתל, מולקולה כפולה בצורת סולם עשוי, זוגות רבים הבסיס, של ארבע אבני בניין: חומצות גרעין המיועד A, C, G, T.

ה-DNA בכל תא אנושי יש כ -3 מיליארד זוגות בסיסים, המסודרים 23 זוגות של כרומוזומים. כרומוזומים אלה כוללים בערך 20,000 גנים, הנושאות את הקוד הדרוש לתאים לייצר את החלבונים המשמשים לייצור חלקי גוף ולבצע את רוב הפונקציות אורגניזמים חיים. גנים בדרך כלל יש 50,000 זוגות בסיסים אבל יכול טווח בגודל כמה אלפים עד 300,000 זוגות בסיסים, Capecchi אומר.

הגנים כוללים רק כ -2.5 אחוזים עד 3 אחוזים של ה-DNA האנושי. בין הגנים משתרע המכריע של ה-DNA ללא קידוד, או אי - גן,.

כמה חתיכות של DNA שאינם גנים הם רצפי הרגולציה, שהופכים גנים או לבטל, או להפוך את פעילותם כלפי מעלה או מטה כמו מתג דימר. רצפי DNA אחרים אחראים קיפול ואריזה דנ"א לתוך הגרעין של כל תא.

חמישה אחוזים עד 50 אחוז של DNA נחשב גרוטאות ", תלוי את מי שואלים, אם כי כנראה לפחות מחצית" זבל, ה-DNA הוא הולך בסופו של דבר שיש לו תפקיד חשוב למדי ", אומר Capecchi.

Capecchi ידועה בפיתוח גן מיקוד, בה הם גידלו עכברים עם גן או נכים, בנוקאאוט, כדי לראות מה משתבש, ובכך חושף תפקוד תקין של הגן וכיצד המחלה עושה את זה תקלה. אבל רצפי DNA הרגולציה בין הגנים גם יכול להשתנות כדי לגרום למחלה על ידי הפיכת הגנים הם שולטים תקלה.

"אנחנו יודעים איך לדפוק את הגנים, וטכנולוגיה טובה מאוד משתנה כל גן נתון באופן מתוכנן," Capecchi אומר. "הצד השלילי הוא, זה לוקח עבודה וכסף כדי לעשות את זה". השיטה החדשה הוא, דרך זולה יותר של לדפוק את הגן, כמו גם רצפי הרגולציה ".

Capecchi אומר את זה עכשיו עולה בערך 10,000 דולר גנטית מהנדס עכבר עם גן מסוים או רצף הדנ"א אחרים בנוקאאוט. אז באמצעות הטכנולוגיה הקיימת לדפוק את ההערכה 20,000 גנים העכבר יעלה 200 מיליון דולר, ואת לדפוק את בערך 300,000 גנים שאינם רצפי DNA בעכברים יעלה -3 מיליארד דולר, הוא מוסיף.

השיטה החדשה היא דרך מהירה, זולה יותר של מוטציה בדנ"א, עולה 200 $ כדי ליצור כל עכבר עם הגן המוטנטי או רצף הדנ"א אחרים, למרות החיסכון אינן מידתיות כי עכברים מוטנטים יותר יש bred להשיג מוטנטים הרצוי, הוא אומר.

Capecchi אומר את הטכניקה החדשה יכולה במהירות המכונים הלאומיים לבריאות מאמץ להשתנות כל הגנים עכבר בתרבות התא וליצור 900 קווים חדשים של עכברים מוטנטים עד שנת 2010, מאמץ NIH אומר "יהיה מאוד שימושי לחקר מחלות האדם".

פשוט יותר, מהיר יותר מוטציות בגנום עכבר שלמים

גן מיקוד קיימות שיטות למחיקת חלקים גדולים של ה-DNA הם גוזלת זמן יקר כי הם דורשים החוקרים לבצע מניפולציות מרובים עכבר לתאי גזע עובריים, כלומר תאים אלה נוטים פחות תשואה עכברים עם מתיחה הרצוי של ה-DNA נכים, Capecchi אומר.

כדי הגנים במהירות, בזול או לא להשתנות, גן ה-DNA, השתמשו וו Capecchi קטעים קצרים של דנ"א המכונה loxP. פיסות loxP להתנהג כמו תמרורים ואמר: "חותכים את ה-DNA בין שני השלטים". בשיטה החדשה, loxP מוכנס כרומוזום העכבר על אחד, בעמדה שונה בכרומוזום המקביל עכבר השני, יש גם גן בשם Cre בתאים שלו. כאשר העכברים הם התרבו, עכבר צאצאים יש DNA loxP על שני אתרים על כרומוזום זהה יש גם את הגן Cre. החלבון שנעשו על ידי Cre מתנהג כמו סכין, חיתוך ה-DNA נמצא בכל מקום loxP.