Gene-editar é mais sujeita a erros do que o pensamento, resultados novos sugere

A ferramenta deedição padrão, CRISPR-Cas9, produz freqüentemente um tipo de mutação do ADN que as faltas genéticas ordinárias da análise, reivindiquem a pesquisa nova publicada nas continuações do jornal da Academia Nacional das Ciências (PNAS). Em descrever estes resultados os pesquisadores chamaram tais descuidos “armadilhas sérias” da edição do gene (Skryabin e outros, 2020). Em tudo, os resultados novos sugerem que gene-editar seja mais sujeita a erros do que o pensamento e, mais, que identificar e rejeitar resultados defeituosos e indesejáveis não são tão fáceis como supor geralmente.

Gene-editar é mais sujeita a erros do que o pensamento, resultados novos sugere
Enzima de CRISPR em ADN (foto: Notícia do MIT)

Derivado originalmente do estreptococo da bactéria - os pyogenes, CRISPR-Cas9 são um sistema da estaca e de escolha de objectivos do ADN. CRISPR representa repetições palíndromas curtos regularmente interspaced aglomeradas e refere a molécula do RNA que é o componente de escolha de objectivos do sistema. Este RNA de CRISPR é referido às vezes igualmente como o RNA do guia. O componente Cas9 é uma nuclease, isto é, uma enzima que corte o ADN. Assim, no processo de edição, a enzima Cas9 é guiada ao local pretendido do corte pelo RNA de CRISPR. O conjunto inteiro frequentemente é chamado apenas CRISPR.

Outros métodos deedição existem (por exemplo dedo do Zn, TALENs). Contudo, devido à flexibilidade de seu RNA que visa o mecanismo, CRISPR em particular foi o assunto do excitamento enorme nos sectores de Biotech e de investigação agrícola.

CRISPR foi usado na maior parte para criar mutações genéticas ou para introduzir o ADN estrangeiro em lugar desejados em um genoma. Não obstante, outras aplicações, como o gene conduzem, foram debatidas igualmente. Apesar do excitamento, como amigos da terra resumiu, apenas um punhado minúsculo de produtos gene-editados anúncio publicitário pode ser encontrado no mercado.

Para muitos usos, contudo, gene-editar com CRISPR é insuficiente precisa e muita pesquisa é orientada actualmente para a fixação deste defeito.

Muita da falta de CRISPR da precisão deriva-se do facto que, embora são chamados ` que edita', CRISPR e as técnicas relativas estão cortando enzimas somente. Não têm nenhuma função do reparo do ADN. Isto significa que quando os reparos são feitos ao ADN no local do corte (e o corte deve ser reparado para que a pilha os sobreviva) é pela maior parte fora do controle do experimentador. Dez eventos de edição independentes dão conseqüentemente dez mutações diferentes no mesmo lugar no genoma.

Assim, a nível muito básico, cada mutação criada no local do alvo é provável ser original. Mesmo à extensão, como nós relatamos, que o ADN da outra espécie pode terminar acima inesperada a incorporação no genoma editado.

Para adicionar a esta incerteza, os lugar diferentes do genoma, os tipos diferentes da pilha, a espécie diferente, e as versões diferentes de CRISPR, podem toda a influência que os tipos da alteração genética encontraram no local do alvo.

Na pesquisa-falta básica de algumas aplicações-preliminar da precisão deste tipo não é necessariamente um problema grave. Na criação de animais da colheita, por exemplo, pilhas ou organismos conter alterações ou mutações indesejáveis do fora-alvo pode, na teoria, ser detectada e rejeitado.

Mas em muitas aplicações, primeiramente na medicina e em produtos comerciais, somente a precisão mais-ou-menos-completa é aceitável, em razão da segurança. A edição impreciso das pilhas humanas em uma experimentação adiantada da terapia genética uma vez conduziu a 2 de 11 crianças tratadas que desenvolvem a leucemia devido aos efeitos do fora-alvo e conduziu ao experimental que estão sendo fechadas.

A pergunta de se os pesquisadores e/ou os reveladores de organismos editados poderiam ou detectariam adequadamente e as mutações indesejáveis do descarte são um interesse vivo. Recombinetics é uma empresa comercial que, em 2016, crie uma vaca que hornless reivindicou era o resultado pretendido de um gene preciso edita. Mas os pesquisadores do FDA que examinaram dados da seqüência do ADN da empresa próprios podiam subseqüentemente mostrar que ambas as vitelas independente editadas contiveram, no local da edição, genes de resistência antibióticos inteiros (Norris e outros, 2020).

Antes que o FDA puder mostrar a isto, contudo, a prole das vitelas onde já incorporado em um programa brasileiro da criação de animais. Este programa da criação de animais tem sido abandonado agora.

A pesquisa nova de PNAS, publicada o 12 de fevereiro, endereça directamente se os pesquisadores de CRISPR podem, de facto, detectar aberrante editam.

Os pesquisadores alemães e chineses editaram oocytes do rato (isto é embriões) com a etapa adicionada (comparada à estaca simples) de adicionar um estiramento de ADN (o ADN do doador) que esperassem se tornassem integrados no local do corte.

O que encontraram inesperada, contudo, é que, em uma elevada percentagem do alvo situa, inserções complexas do ADN desejado ocorreu. Um pouco do que únicas cópias simplesmente de integração do ADN do doador no local do corte, as integrações do ADN eram geralmente regime da cabeça-à-cauda de cópias múltiplas. Como o papel indica:

Totais, nós concluímos que a integração repetitiva da cabeça-à-cauda do molde do ADN do doador é um subproduto comum do processo de edição HDR-baseado CRISPR-Cas9-mediated do genoma, apesar do tamanho do molde do ADN do doador, da composição da seqüência, ou do strandedness do molde (dsDNA ou o ssDNA).”

Pela terra comum do `' os pesquisadores significaram aquele, em uma experiência, entre 34 ratos editados, seis inserções contidas da cabeça-à-cauda. Em outras experiências 30 de 49 ratos conteve inserções da cabeça-à-cauda.

Ou seja as inserções complexas e aberrantes do ADN eram resultados comuns. Importante, ocorreram em experiências múltiplas, significar isto parece ser verdadeiro apesar de que ADN foi introduzido ou que estiramento do genoma foi introduzido. Este é em si mesmo encontrar muito significativo.

Ainda mais notável, contudo, era que estes rearranjos genéticos complexos estiveram detectados raramente por métodos analíticos padrão. Os autores chamaram este que encontram a “perturbação”.

Escreveram:

A análise convencionalmente aplicada do PCR, na maioria dos casos, não identificou estes eventos múltiplos da integração, que conduziram a uma taxa alta de alelos precisamente editados falsa reivindicados.”

Indetectados, tais eventos aberrantes “minariam a validez dos estudos” de acordo com os autores.

Em ajustes experimentais isto é indubitàvelmente verdadeiro. Mas para o público geral uma implicação mais importante existe. Com as empresas e os biohackers que esperam trazer ràpida produtos genoma-editados (e sem exame minucioso regulador) ao mercado, esta pesquisa representa um conto preventivo significativo; especialmente desde que os autores especulam que seus resultados se aplicam provavelmente ingualmente a outros métodos de edição, tais como TALENs e nucleases do dedo do Zn.

Source:
Journal reference:

Skryabin, B.V., et al. (2020) Pervasive head-to-tail insertions of DNA templates mask desired CRISPR-Cas9–mediated genome editing events. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aax2941.