Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Usi dei sistemi di CRISPR/Cas Biosensing

Il sistema di CRISPR/Cas 9 ampiamente sta impiegando per modificare i geni nei sistemi mammiferi. Tuttavia, recentemente, l'enzima Cas9 ha dimostrato il potenziale come biosensore ed i vari effettori di Cas ora stanno applicando ai sistemi diagnostici molecolari.

Salto a:

Sistema CRISPR-Cas9ibreakstock | Shutterstock

Tipi di sistemi biosensing CRISPR/Cas9

Cas9 è uno degli enzimi chiave del sistema CRISPR-Cas9 in cui funge da forbici molecolari tagliando i due fili di DNA ai punti specifici nel genoma. Ciò è eseguita con l'aiuto di un RNA della guida che lega al DNA e “alle guide„ Cas9 alla regione corretta. Questo sistema corrente sta usando per creare un sistema biosensing.

Specificamente, il Cas9 nucleasi-disattivato (dCas9) ancora conserva la sua capacità di legare al DNA a doppia elica dell'obiettivo. Di conseguenza, questo enzima può essere accoppiato con i vari reporter, quali la proteina di spaccatura o l'enzima fluorescente di spaccatura per creare un modulo biosensing.  Quando dCas9 lega all'acido nucleico dell'obiettivo, causa la reintegrazione della proteina o dell'enzima fluorescente di spaccatura, piombo alla fluorescenza quella gli aiuti nella rilevazione di segnale.

Corrente, ci sono tre tipi di sistemi biosensing effettore-dipendenti di Cas che promettono le innovazioni sostanziali nei sistemi diagnostici di CRISPR: a sistema basato a effettore dCas9, sistema di dCas12-effector-based ed a sistema basato a effettore dCas13.

dCas9

La combinazione di Cas9 e di amplificazione dell'acido nucleico può essere usata per individuare le sequenze specifiche dell'acido nucleico. Ciò può successivamente essere usata agli agenti patogeni di genotipo; per esempio, uno studio recente ha combinato l'amplificazione dell'acido nucleico e l'effettore (NASBA) Cas9 per individuare ed il virus di Zika di genotipo basati sequenza.

Questo approccio ha potuto aumentare la specificità fino ad una singola base. Inoltre, il RNA della guida è stato destinato per contenere un singolo presente di polimorfismo (SNP) del nucleotide soltanto nel genoma dell'americano, ma non dell'Africano Zika. Quindi, questo metodo ha potuto distinguere correttamente i vari genotipi del virus di Zika.

Cas13

Il Cas13 è un RNAase che appartiene al tipo sistema di IV CRISPR/Cas. Contiene i domini dell'nucleotide-associazione dell'eucariota due e del prokaryote (HEPN). Il Cas 13 egualmente ha funzioni non canoniche dove l'enzima trasforma nell'endonucleasi con i beni di degradazione del RNA del singolo filo. Questi beni di Cas13 sono definiti come attività collaterale di fenditura.

Il primo biosensore basato CRISPR/Cas13 è stato sviluppato da Gootenberg e dai colleghi. Questo metodo è chiamato SHERLOCK (o reporter enzimatico di alta sensibilità specifica che apre) ed ha il potenziale di individuare gli obiettivi del RNA e del DNA ad una risoluzione della unico base.

Questo sistema è stato usato per individuare la febbre rompiossa e virus di Zika, isolati batterici, geni resistenti agli antibiotici, mutazioni del cancro e genotipi umani del DNA. Sia Cas13a che Cas13b sono stati trovati per presentare i beni collaterali di fenditura del RNA.

Cas12

Oltre a Cas13, il Cas 12a egualmente ha attività collaterale di fenditura. Tuttavia, contrariamente agli effettori Cas13, gli effettori Cas12 fendono il DNA unico incagliato nella transazione. La prima istanza di fenditura del trasporto di fenditura unico incagliata del DNA e del suo uso individuare gli acidi nucleici è stata indicata in Cina nel 2017. Questo metodo è stato definito come HOLMES (sistema altamente efficiente multiuso di un'ora di basso costo della r).

Durante questo periodo, un altro gruppo di ricerca in America ha mostrato un simile metodo di Cas12-based per percepire l'acido nucleico quale è stato definito come DETECTR (o reporter del trasporto di CRISPR endonucleasi-mirato a DNA). Usando questo metodo, i vari virus di DNA/RNA, i genotipi virali ed i singoli polimorfismi umani del nucleotide possono essere individuati in un'ora dalle linee cellulari o dai campioni clinici con l'alta sensibilità.

DETECTR può anche individuare e discriminare i vari genotipi dei papillomavirus umani (HPV) nelle linee cellulari umane infettate con il virus o persino in campioni pazienti clinici. Sia i Cas 12 che metodi Cas13 richiedono l'amplificazione degli acidi nucleici dell'obiettivo di aumentare la sensibilità di rilevazione a concentrazione di aM. Questi metodi possono anche essere usati congiuntamente ad altri metodi di amplificazione dell'acido nucleico.

Vantaggi dei sistemi biosensing di CRISPR/Cas

I sistemi biosensing suddetti sono semplici svilupparsi o ricostruire, hanno molto un di alta risoluzione che può individuare le variazioni fino al livello di singola base. Ancora, non c'è requisito degli strumenti supplementari.

Possono essere usati per i sistemi diagnostici di punto-de-cura e possono anche essere personalizzati ai vari media in vitro del vestito. Poichè questo approccio è tollerante di vari campioni non trattati ed ha un basso costo molto, può essere utilizzato per le mansioni della selezione della larga scala nelle istanze dove le risorse sono limitate.

Limitazioni dei sistemi biosensing di CRISPR/Cas

Mentre gli effettori di CRISPR, compreso Cas9 e Cas12, possono riconoscere e fendere tutta la posizione dell'obiettivo, necessitano le sequenze adiacenti di motivo (PAM) del protospacer adiacente al DNA a doppia elica dell'obiettivo. Inoltre, la lunghezza di sequenza della guida e la posizione del sito della mutazione nella sequenza della guida possono influenzare il rapporto segnale-rumore nel metodo biosensing.

Corrente, soltanto il metodo di SHERLOCK può essere usato per individuare le sequenze multiple e questo anche corrente si limita a quattro obiettivi. La maggior parte dei metodi biosensing di CRISPR richiedono i campioni di essere pretrattati per la facilitazione del punto di rilevazione e di amplificazione.

Sorgenti

Further Reading

Last Updated: Jul 4, 2019

Dr. Surat P

Written by

Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    P, Surat. (2019, July 04). Usi dei sistemi di CRISPR/Cas Biosensing. News-Medical. Retrieved on June 22, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Uses-of-CRISPRCas-Biosensing-Systems.aspx.

  • MLA

    P, Surat. "Usi dei sistemi di CRISPR/Cas Biosensing". News-Medical. 22 June 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Uses-of-CRISPRCas-Biosensing-Systems.aspx>.

  • Chicago

    P, Surat. "Usi dei sistemi di CRISPR/Cas Biosensing". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Uses-of-CRISPRCas-Biosensing-Systems.aspx. (accessed June 22, 2021).

  • Harvard

    P, Surat. 2019. Usi dei sistemi di CRISPR/Cas Biosensing. News-Medical, viewed 22 June 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/Uses-of-CRISPRCas-Biosensing-Systems.aspx.

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News Medical.