CRISPR-on-chip var būt līdzeklis, lai diagnosticētu vēzi

CRISPR, bērnu mūsdienu bioloģijas, pieaug ar lēcienus un robežas. Tā izauga no nesaprotamā daļu baktēriju aizsardzības imūnsistēmu par līdzekli, lai ārstētu ģenētisko slimību, uzlabošanu mikroorganismu, lai uzlabotu pārtikas ražošanu un kaitēkļu kontroli. Kopš tā laika zinātnieki ir pieņēmusi šo rīku, lai rediģētu gēnu un sāka to izmantot zīdītāju šūnās, CRISPR bija barricaded uz šūnu membrānām. gēnu rediģēšanas tehnoloģija darbojas savu burvju, samazinot gabalu bojātu DNS un ievietojot veselīgu aizstājēju. Visas šīs darbības izgriezt un ielīmēt segmentos notika dzīvo šūnu. Līdz šim.

CRISPR-on-chip var būt līdzeklis, lai diagnosticētu vēzi

Pagājušajā nedēļā, CRISPR Journal žurnāls tika publicēts pētījums, beidzot izlaida CRISPR no viņa cietuma kamerā. Aizstāt ar komponentu "šķēres" CRISPR alternatīvā versija, zinātnieki no institūta gēnu rediģēšanai Delaware ir izstrādājuši jaunu CRISPR sistēmu, kas var izgriezt bezmaksas peldošs DNS mēģenē.

Lai palīdzētu reakcijas mēģenē ir piepildīta ar šūnu ekstrakti: komplekts fermentu un citu biomolekulu nepieciešami CRISPR.

Kas ir sasniegums?

Diagnostikas brīnums

Making CRISPR darbu ārpus būra var šķist dīvaini akadēmisko izmantošanu, taču zinātnieki bija prātā divi konkrēti mērķi, izstrādājot sistēmu.

Pirmkārt, šis rīks ļauj zinātniekiem vienlaicīgi veikt vairākus ģenētiskās ievietošanu, bet iepriekšējās versijas bija tikai rediģēšanu DNS ietvaros gēna. Šī ir lieliska ziņa personalizētu medicīnu, jo īpaši vēža diagnoze; Daudzi ļaundabīgajiem audzējiem ir mutācijas vairākās vietās, kas reaģē uz dažādām procedūrām dažādos veidos. Pirms ārstēšanas ārsti bieži nosūtīt biopsijas paraugu pacientu audzēju DNS secības. Šis nozīmīgais solis palīdzēs apzināt daudzas ģenētiskas mutācijas, kas noved pie augšanas vai izplatību konkrētā audzējs.

Ar jauno instrumentu, zinātnieki var precīzi simulēt šīs mutācijas vērā sintētisko DNS fragmentiem in vitro spēkā atjaunošanās vēzi drošā, kontrolētā vidē. Tas dod zinātnieki pieeju bioloģisko norišu ietekmē mutācijas, un tā var palīdzēt izveidot personalizētu ārstēšanas stratēģiju.

Kas ir vēl iespaidīgāks, šāda veida diagnozi var veikt tikai vienu dienu. "Tas ir īpaši svarīgi, lai diagnosticētu vēža saistītu kad rēķins iet minūtes vai stundas," sacīja pētījuma autors Dr Eric Kmiets.

Kmiets nav pirmais, redzēt CRISPR diagnostikas rīks. Fakts, ka papildus gēnu terapijas CRISPR var spēcīgi, lai parādītu sevi diagnozi, tas bija skaidrs, uz ilgu laiku. Agrāk mēs rakstījām par to, ka divas grupas zinātnieku prezentētajiem testu DETECTR un Sherlock, kas faktiski medības Zika vīruss, tropu drudža vai bīstamas HPV celmus, kas izraisa dzemdes kakla vēzi.

Kmiets apgalvo, ka viņa izgudrojums ir nepieciešama "būtiski", mazāk laika, lai apstiprinātu vēzi no ķermeņa, galvenokārt tāpēc, ka spēju veikt vairākus labojumus vienlaicīgi.

Saprotot kā diagnostikas instrumentu potenciālu un rentabilitāti CRISPR, Kmiets un viņa kolēģi jau meklē tirdzniecības partneri, lai izstrādātu tehnoloģijas, "CRISPR-on-a-chip" par vēža diagnozi. Ja jūs likts malā tūlītēju pieteikuma pētniecības komanda arī cer paplašināt terapeitisko potenciālu CRISPR daudz plašāku kopumu cilvēka slimību. Esošie instrumenti CRISPR ideāli piemērots, lai ārstētu slimību, ko izraisa mutācijas vienā gēnā, piemēram, sirpjveida šūnu slimību vai Hantingtona slimība. Bet kopš darbu Kmietsa mērķis vairākās gēnu, tajā pašā laikā, tas potenciāli var novest pie slimību ārstēšanu ar vairāk sarežģītu ģenētisko izcelsmi - vairāku mutāciju dažādas gēnu - ja šīs mutācijas ir labi raksturo.

Ar lēcu

Izolācija CRISPR in vitro ir vēl viena priekšrocība: tā ļauj zinātniekiem skaidri saprast, kas notiek laikā, pirms un pēc montāžas. Un tāpēc, ka klīniskie pētījumi CRISPR aktīvi jāveicina, ir svarīgi saprast, kā padarīt tehnoloģijas precīzāku un efektīvāku.

CRISPR jau sasniegts daudz, bet neērta patiesība ir tāda, ka zinātnieki nav gluži pārliecināts, kā rīks darbojas, nokļūst būrī. Tāpat kā instrumenti mijiedarbojas ar citiem biocomponents būrī? Viņš nogriež tikai mērķa DNS vai viņa šķēres var iet Hawking noteiktos apstākļos?

"Kad jūs strādājat ar CRISPR laikā šūnas, jūs strādājat melnā kaste, kas nevar vērot mehānismus, kas padara šo apbrīnojamo lietām," saka Kmiets. "Jūs varat redzēt rezultātus, tas ir, izmaiņas gēnos, bet kā jūs nākt uz šo - ne vienmēr, bet ir svarīgi, lai nodrošinātu drošību CRISPR ārstēšanai pacientiem."

Ar ierobežojot CRISPR virkni bioķīmisko mēģenē, zinātnieki piedāvā veidu, lai izskatītu sarežģīto molekulu mijiedarbības, kas notiek DNS daļā, rezerves gēnu, un citu procesu laikā. Pieeja - tikai redukcionistiska. Bet tas ļauj šūnu bezmaksas sistēmas, lai darbotos kā Arduino, lai eksperimentētu ar iespējām CRISPR un izveidot jaunus bioloģiskos līdzekļus, kas ir grūti iedomāties.

aizstāšana

gēnu rediģēšana institūts gandrīz uzreiz saskaras ar problēmu, izstrādāt mobilo bezmaksas sistēmu.

Problēma bērns pagriezās cas9, Scissor proteīns, kas tiek izmantota arī CRISPR sistēmās. Kad zinātnieki iesaistīts ar plazmīdu DNS - tipa apļveida DNS ka zinātnieki bieži izmanto, lai sniegtu gēnu šūnās - in vitro olbaltumvielas bija pilnīgi neaktīvs.

Izrādījās, ka Cas9 aizstāt ar Cpf1 (aka Cas12a), cits loceklis pieaugošo bibliotēkas Cas olbaltumvielām. Sākotnēji tika atvērta 2015. gadā, Cpf1 jau pierādījis tās izmantošanu izveidi transgēnu peļu un labojot mutācijas, kas izraisa muskuļu distrofija. Ne tik sen Cpf1 izmanto DETECTR sistēma cīnīties ar vīrusiem, kas izraisa vēzi. Šis proteīns gaišāku nākotni: uzņēmums Editas, rediģē gēnu, licencēto tās tālākai attīstībai 2016. gadā.

Exchange slodze. CRISPR-Cpf1 sistēma stājās spēkā mēģenē. Vairākos eksperimentos, pētnieki pierādīja, ka šūnu free sistēma varētu atkārtot visvairāk izdevumi, kas CRISPR ieviesti šūnā. Jāatzīmē, ka šķēres ir strādājuši mazliet nepareizi, kā Cas9. Kad Cas9 padara sagriezti, tas atstāj ultra-gludas "nocirsta galiem", lai samazinātu DNS. Tas kavē ieviešanu jauniem gabaliem ģenētiskā materiāla. Tā galiem ļoti gluda, instrumenti nepieciešama precīza centrēšanas aizvieto DNS ka tā ieslīdēja vietā. No otras puses, Cpf1 atstāj "lipīga" galiem. Šie DNS gabali darbojas kā plecu, piemēram, lentes, kas atbalsta rokturis rezerves DNS. Varbūt tas ir iemesls, kāpēc Cpf1 darbojas labāk nekā cas9, mēģenē, bet tas ir vēl jāpārbauda.

Kmietsa sistēma - tikai viens piemērs tam, cik tālu pavirzījusies CRISPR. Tā CRISPR turpina pieaugt, tā izstrādātāji sola mums daudz, ka mēs pat nevaram iedomāties.