Sequenze di manipolazione del RNA facendo uso di CRISPR-Cas13

CRISPR-Cas13 è un RNA che modifica la tecnica che può alterare le sequenze della proteina senza modificare il genoma in una cella. Gli avanzamenti recenti nella media della tecnologia CRISPR-Cas13 che può ora essere usato per individuare e perfino diminuire il cancro hanno associato l'espressione genica.

Credito: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com

L'acido desossiribonucleico (DNA) contiene tutte le informazioni genetiche di una cella. Quando una proteina deve essere sintetizzata, i geni pertinenti sono trascritti in acido ribonucleico (RNA), che più ulteriormente è elaborato e trasportato dal nucleo. La traduzione di RNA forma una sequenza specifica degli acidi nucleici che piombo a produzione di una proteina specifica.

La manipolazione delle sequenze dell'acido nucleico può servire da promessa ed opzione apprezzata del trattamento per un intervallo delle malattie genetiche. Alterando la malattia le sequenze associate per codificare per il prodotto funzionale della proteina, malattie hanno potuto essere trattate o persino essiccate.

Uno dei metodi impiegati per alterare la sequenza dell'acido nucleico è ragruppato regolarmente interspaced la breve tecnologia (CRISPR) palindromica di ripetizione-CAS, che può essere programmata precisamente per alterare gli acidi nucleici. Queste “forbici molecolari„ non solo forniscono le maturazioni potenziali per le malattie genetiche, ma egualmente forniscono ulteriori comprensioni nelle singole malattie del gene, quale fibrosi cistica.

Che cosa è CRISPR?

La famiglia di CRISPR proviene da un batterio, in cui funge da risposta immunitaria alle minacce virali. Le sequenze palindromiche sono trovate per essere interspaced fra le regioni di DNA virale dalle infezioni precedenti del batteriofago. I geni del sistema associati (Cas) CRISPR egualmente sono individuati vicino, codificanti per gli endonucleasi e i helicases.

Il batteriofago d'attacco inietta il loro DNA nel citoplasma ed assume la direzione della cella per ripiegare. Con il sistema di CRISPR-CAS, il DNA virale è frammenti incisi che sono memorizzati ad un luogo di CRISPR. Questi luoghi possono essere trascritti e RNAs risultante può essere usato per individuare il DNA futuro del batteriofago, quindi fungente da risposta immunitaria acquistata.

Tecnologia di sistema di CRISPR-CAS

Il sistema di CRISPR Cas si è adattato dagli scienziati per modificare le sequenze dell'acido nucleico per scopo della ricerca ed il trattamento della malattia genetica. Il RNA è destinato per guidare gli endonucleasi di cas al taglio ai punti specifici e per modificare le sequenze dell'acido nucleico.

Il sistema tradizionale di CRISPR-CAS è il sistema Cas-9, in primo luogo identificato in streptococco termofilo. Una volta che cas-9 è presentato nelle celle, il RNA progettato speciale della guida è usato per dirigere l'endonucleasi Cas9 per tagliare il DNA in un modo altamente specifico. Una volta che spezzettata, la cella può riparare il DNA rotto facendo uso dei meccanismi della riparazione del DNA compreso unirsi non omologo di conclusione (NHEJ) e la riparazione diretta l'omologia (HDR). Ciò piombo alle alterazioni nella sequenza di DNA. Questa alterazione ulteriore piombo ai cambiamenti permanenti nella sequenza dell'acido nucleico e può essere usata per fare maturare le circostanze genetiche. Tuttavia, permanentemente cambiando il genoma possieda parecchi rischi ed effetti secondari sconosciuti.

CRISPR-Cas13

Gli avanzamenti recenti piombo allo sviluppo del sistema CRISPR-Cas13, che abbatte il RNA messaggero. Poiché i codici del RNA per la sequenza degli acidi nucleici prodotti, modificante la sequenza di RNA possono quindi temporaneamente modificare l'espressione genica senza i rischi seri connessi con i cambiamenti permanenti al genoma.

Ciò ha potuto essere utilizzata nel trattamento delle malattie acute e nella riduzione temporanea dell'infiammazione durante il trapianto dell'organo. Oltre ai ruoli terapeutici possibili, il sistema CRISPR-cas13 può anche fornire le comprensioni in trattamento del RNA nella malattia, modificare per esempio del RNA e splicing alternativo.

Poiché i cambiamenti ai livelli del gene sono soltanto transitori, questo permette che gli scienziati studino il gene possibile batte i outs in grado di fare maturare la malattia. I livelli del RNA possono essere restituiti al normale una volta che il sistema CRISPR-cas13 è eliminato dalla cella. dovuto questo i cambiamenti non sarebbero passati alle proli. Alcune malattie egualmente sono causate anormalmente dovuto gli alti livelli di RNA da un gene specifico. Di conseguenza, questo sistema potrebbe essere usato per trattare queste malattie senza permanentemente effettuare il genoma in grado di piombo agli effetti secondari disastrosi.

Uno studio recente da Zhang ed altri ha indicato quel un membro della famiglia di cas 13, CRISPR-Cas13a, può essere usato per diminuire l'espressione genica del Cancro-assocaited. I ricercatori egualmente sono riuscito a progettare una versione fluorescente etichettata di questo endonucleasi che non fende il RNA dell'obiettivo, ma invece di legature e permette l'analisi della localizzazione.

Prospettive future per CRISPR-Cas13

Una delle sfide future principali per l'uso della tecnologia CRISPR-cas13 come opzione del trattamento è metodo adatto di consegna nei tessuti umani. Ulteriormente, emissioni etiche importanti in questione nel modificare il DNA, compreso le preoccupazioni sopra modificare del genoma e potenziamento genetico in embrioni. Tuttavia, questa tecnologia ha potuto permettere ad un nuovo e approccio rivoluzionario per sia il trattamento che la maturazione delle malattie genetiche.

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Last Updated: Apr 30, 2019

Hannah Simmons

Written by

Hannah Simmons

Hannah is a medical and life sciences writer with a Master of Science (M.Sc.) degree from Lancaster University, UK. Before becoming a writer, Hannah's research focussed on the discovery of biomarkers for Alzheimer's and Parkinson's disease. She also worked to further elucidate the biological pathways involved in these diseases. Outside of her work, Hannah enjoys swimming, taking her dog for a walk and travelling the world.

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