Il nuovo strumento di CRISPR migliora modificare del RNA

a strumenti basati CRISPR contribuiti a rivoluzionare la capacità di mirare alle mutazioni genetiche si sono collegati allo sviluppo di malattia. Tali strumenti mettono a fuoco usando sugli enzimi Cas9 e Cas12 per mirare al DNA e su Cas13 per mirare al RNA. Ora, gli scienziati hanno utilizzato una nuova piattaforma di CRISPR che amplia le capacità di modificare del RNA.

Un gruppo degli scienziati all'istituto di McGovern per la ricerca del cervello a Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha utilizzato uno strumento novello, definito come SALVATAGGIO (RNA che modifica per lo scambio specifico di U - di C), per creare le modifiche del RNA che non erano precedentemente possibili.

Pubblicato nella scienza del giornale, lo studio potrebbe aprire la strada formulare le nuove strategie del trattamento per le malattie quale il morbo di Alzheimer, che pregiudica più di 5 milione di persone negli Stati Uniti da solo.

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L'enzima Cas13 della famiglia di CRISPR sul lavoro. Cas13 (rosa), è al centro della piattaforma di SALVATAGGIO, in cui usa una guida speciale (rossa) per mirare a RNAs nella cella (blu). Credito di immagine: Stephen Dixon/Shutterstock

Il SALVATAGGIO amplia l'area a che CRISPR può mirare

Feng Zhang, che è un pioniere della tecnologia di CRISPR al vasto istituto in MIT ed i suoi co-author dello studio, SALVATAGGIO sviluppato.

Il gruppo ha usato un Cas13 disattivato per guidare il SALVATAGGIO alle basi mirate a della citosina sulle trascrizioni del RNA ed ha usato un nuovo ed enzima programmabile per convertire la citosina indesiderata in uridina, quindi fare cambia nelle istruzioni del RNA. Configurazioni di SALVATAGGIO sulla RIPARAZIONE attuale del gruppo (RNA che modifica per la piattaforma programmabile di I - di A (G) sostituzione) che converte i residui dell'adenina di Cas13-targeted in inosina.

Il SALVATAGGIO contrassegnato amplia l'area su cui gli strumenti di CRISPR possono mettere a fuoco, compreso le posizioni modificabili in proteine, come i siti di fosforilazione. Questi siti svolgono il ruolo delle opzioni per attività della proteina e sono nelle molecole di segnalazione e nelle vie Cancro-associate.

“Per trattare la diversità dei cambiamenti genetici che causano la malattia, abbiamo bisogno di una schiera delle tecnologie precise di scegliere da,„ prof. Zhang, professore della neuroscienza al MIT, ha detto in un'istruzione.

“Sviluppando questo nuovo enzima e combinandolo con la programmabilità e la precisione di CRISPR, potevamo colmare una lacuna critica nella casella degli strumenti,„ ha aggiunto.

Implicazioni di SALVATAGGIO

Ci sono nuovi obiettivi in sito per l'uso dell'ottimizzazione ampliata del SALVATAGGIO. Ora, con la nuova tecnologia, gli scienziati possono mirare ai siti che regolamentano l'attività e la funzione di varie proteine attraverso i cambiamenti post-di traduzione, compreso la glicosilazione, la fosforilazione e la metilazione, per modificare più facile.

Modificare del RNA presenta un vantaggio importante e quello è reversibile, confrontato ai cambiamenti eseguiti al livello del DNA, che sono considerati permanenti. Quindi, il RNA che modifica con il SALVATAGGIO può essere utilizzato nelle situazioni dove la modifica è necessaria temporaneamente, ma non permanentemente.

Per dimostrare questo, il gruppo ha usato il SALVATAGGIO per mirare ai siti specifici in cellule umane, specialmente il β-catenin della codifica del RNA, che sono conosciute per essere fosforilate sul prodotto della proteina. Ciò piombo ad un aumento temporaneo nell'attivazione di β-catenin e della crescita successiva delle cellule.

Se lo strumento la modificasse permanentemente, potrebbe piombo alla crescita incontrollata delle cellule e finalmente, cancro. Ma, quando hanno usato il SALVATAGGIO, che ha eseguito appena le modifiche temporanee, la crescita transitoria delle cellule potrebbe possibilmente avviare la ferita che guarisce una volta affrontata alle lesioni acute.

Il RNA che modifica anche diminuisce le preoccupazioni circa DNA che modifica, come può essere nocivo se manca un obiettivo poiché causa le modifiche permanenti. Il RNA che modifica, d'altra parte, gli effetti temporanei di offerte, in modo da può modulare temporaneamente i geni di una persona per migliorare la salubrità.

“È quasi come un piccolo, versione del tipo di pillola di terapia genica,„ Omar Abudayyeh, co-author dello studio ha detto.

Approccio possibile di trattamento del morbo di Alzheimer

I ricercatori egualmente hanno indicato che possono modificare un gene chiamato APOE4. Facendo uso di Cas13, il gruppo ha catturato APOE4, che è creduto per portare il rischio di sviluppare Alzheimer e gli è modificato per trasformarsi in in un APOE2 benigno.

La ricerca mostra la promessa nelle nuove opzioni potenziali del trattamento per la gente con i disordini del cervello, compreso demenza ed il morbo di Alzheimer. I ricercatori, tuttavia, avvertono che lo studio in celle è molto nelle fasi iniziali ed ha bisogno di ulteriore sviluppo.

“È il primo punto in un viaggio molto grande. Siamo ancora alla base della montagna, potreste dire,„ un Jonathan Gootenberg, un ricercatore all'istituto del McGovern del MIT, ha detto.

I ricercatori, tuttavia, hanno sottolineato che RNA modificare la promessa di manifestazioni, specificamente per uso potenziale nei disordini del cervello. L'esperimento eseguito sul gene Alzheimer's-collegato è una dimostrazione della potenza della tecnologia novella. Il gene è un precursore ben noto nello sviluppare la malattia debilitante e spaventosa.

Per estendere l'uso del SALVATAGGIO, i ricercatori pianificazione dividere lo strumento ad altri, appena come cui hanno fatto ad altri strumenti che di CRISPR si sono sviluppati. Infatti, la tecnologia è disponibile gratis per la ricerca accademica con Addgene, una repository senza scopo di lucro del plasmide.

Journal reference:

A cytosine deaminase for programmable single-base RNA editing, Omar O. Abudayyeh, Jonathan S. Gootenberg, Brian Franklin, Jeremy Koob, Max J. Kellner, Alim Ladha, Julia Joung, Paul Kirchgatterer, David B. T. Cox, Feng Zhang, Science  26 Jul 2019: Vol. 365, Issue 6451, pp. 382-386, DOI: 10.1126/science.aax7063, https://science.sciencemag.org/content/365/6451/382

Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She recently completed a Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and is now working as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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