A genom szerkesztésében elért eredmények a CRISPR Cas 9 segítségével

  • Itt:
  • Rajt
  • Képzés modul nélkül
  • A genom szerkesztésében elért eredmények a CRISPR Cas 9 segítségével

A genom szerkesztésében elért eredmények a CRISPR Cas 9 segítségével

CRISPR: Fürtözött, rendszeresen interpace rövid rövidindulatú ismétlések, csoportosított és szabályosan elhelyezett rövid palindromikus ismétlések

szerkesztésében

A CRISPR-Cas rendszerek alkalmazásai az utóbbi években fejlődtek, mióta felfedezték baktériumokban való jelenlétüket. Azóta különböző területeken javasolják alkalmazását, például a mezőgazdaságban, a genetikailag megalapozott betegségek tanulmányozásában sejt- és állatmodellekben, erjesztett élelmiszerek előállításában, a baktériumok antibiotikumokkal szembeni rezisztenciájában és a lehetséges génterápiában.

1987: Yoshizumi Ishino felfedezi a palindromikus ismétlődő szekvenciák létét az Escherichia Coli DNS-ben.

1993: Francisco J. M. Mojica a halofil archaea baktériumok genomjának azon részének szekvenálásával, amely a Santa Pola-só lapátjait lakta, 30 bázispár palindrom szekvenciáját azonosítja egymástól, amelyeket 36 bázispár töredékei választanak el, az úgynevezett távtartók.

2000: A Francisco J. M. Mojica által vezetett csoport az adatbázisokban keresve nagyszámú ilyen ismételt szekvenciát talált baktériumokban, archeákban és mitokondriumokban, és javasolta a CRISPR nevet, amely jelentése: "Fürtözött és rendszeresen interspaced rövid palindromikus ismétlések".

2002: Holland mikrobiológusok egy csoportja olyan génkészletet ír le, amely kódolja a CRISPR szekvenciákkal (cas vagy CRISPR asszociált gének) összefüggő nukleázokat

2005: A CRISPR rendszerek távtartóinak egy része a vírusok és plazmidok DNS-forrásaiból származik. Francisco J. Mojica kutatócsoportja azt javasolja, hogy a kapcsolódó távtartók a baktériumok immunrendszerének részei lehessenek.

2008: John van der Oost azt mutatja, hogy az E-Scherichia coli baktériumban a fágból származó távtartókat átírják egy RNS-be, amelyet CRISPR RNS-nek (crRNS-eknek) neveznek, amely a vírus DNS-hez kötődik és a Cas fehérjéit irányítja a cél DNS-t kettős szálú vágás elvégzésére.

2009: A CRISPR-Cas9 kimutatta, hogy pontos pozíciókban kettős szálú DNS töréseket hoz létre, és megerősítést nyert az is, hogy a Cas9 az egyetlen fehérje, amely a hasításhoz szükséges a CRISPR-Cas9 rendszerben.

2011: Emmanuelle Charpentier az Umee Egyetemről egy kis RNS-szekvenálást végez Streptococcus pyogenes-ben, amely CRISPR-Cas9 rendszert tartalmaz, és felfedezi, hogy a crRNS mellett létezik egy második RNS is, amelyet CRISPR RNS transzaktivációnak (tracrRNS) hív. Ez azt is mutatja, hogy a tracrRNS a crRNS-szel együttműködve irányítja a Cas9-et a céljai felé.

2012: Emmanuelle Charpentier és Jennifer Doudna a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemről bemutatják, hogyan lehet használni a CRISPR-t programozható szerkesztő eszközként, amely képes levágni a DNS bármely szálát in vitro.

2013: Feng Zhang kutató sikeresen adaptálja a CRISPR-Cas9 rendszert az eukarióta sejtekben történő genomszerkesztéshez két különböző Cas9 ortológ gén megtervezésével és specifikus genom hasítás bemutatásával emberi és egér sejtekben.

A baktériumok genomja két kör alakú DNS-láncból áll, ezek a láncok kiegészítik egymást. Amikor elolvassuk a körülbelül 4 vagy 5 millió betűs genomot, megismétlődések sorozatát látjuk, amelyek a genomban többször megismétlődnek, és egymástól el vannak választva. Ezen ismétlődő egységek mindegyikét CRISPR-nek hívják, amelyek "Rendszeresen csoportosított, rövid palindrómás ismétlések". Minden ismétlés után bakteriofág vírus DNS-ből származó távtartó DNS rövid szakaszait találjuk. Nagyon közel ezekhez az ismétlésekhez találhatók azok a cas gének, amelyek egy olyan nukleázfehérjét kódolnak, amelyek a CRISPR aktivitás végrehajtói.

A baktériumokat, csakúgy, mint az embereket, vírusok fertőzik meg, amelyek a membránjukon található specifikus receptorok révén ismerik fel a baktériumokat. A vírus be fogja vezetni genetikai anyagát a baktériumok belsejébe, és a baktériumok saját gépe segítségével több ezer vírusrészecskét állít elő, amelyek megtörik a baktériumok burkolatát, és a környezetbe kerülve másokat megfertőznek. Azok a baktériumok, amelyek túlélik a vírus támadását, megőrzik a DNS egy töredékét a vírustól, és távtartóként beépítik a CRISPR-Cas rendszerbe, és generációról generációra megőrzik azt. Ezeket a távtartókat átírják az úgynevezett "CRIPR RNS" (crRNS-ek) nevű RNS-be, amelyek útmutatóként szolgálnak a Cas fehérje számára, és amelyek ugyanazon vírus második fertőzése esetén kötődnek a behatoló vírus DNS-éhez.