Harvard-Wissenschaftler entwickeln ein Gen-Editing-Tool, das mit CRISPR mithalten kann

Forscher am Wyss Institute for Biological Inspired Engineering in Harvard haben erstellt Ein neues Gen-Editing-Tool, mit dem Wissenschaftler Millionen genetischer Experimente gleichzeitig durchführen können. Sie nennen es die RLR-Technik (Recombinant Library of Retron) und verwendet Segmente bakterieller DNA, sogenannte Retons, die einzelsträngige DNA-Fragmente produzieren können.

Wenn es um die Bearbeitung von Genen geht, ist CRISPR-Cas9 heute wahrscheinlich die bekannteste Technik. Es hat in den letzten Jahren Wellen in der wissenschaftlichen Welt geschlagen und Forschern das Werkzeug gegeben, das sie benötigen, um DNA-Sequenzen einfach bearbeiten zu können. Es ist präziser als die bisher verwendeten Techniken und verfügt über eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich lebenswichtige Behandlungen für verschiedene Krankheiten.

Das Tool weist jedoch erhebliche Einschränkungen auf. Es könnte schwierig sein, CRISPR-Cas9-Materialien in großer Anzahl zu liefern, was beispielsweise für Studien und Experimente ein Problem bleibt. Darüber hinaus kann der Betrieb der Technik für Zellen toxisch sein, da das Cas9-Enzym – die molekulare “Schere”, die für das Schneiden von DNA-Strängen verantwortlich ist – häufig auch Nicht-Zielstellen schneidet.

CRISPR-Cas9 schneidet DNA physikalisch, um die mutierte Sequenz während des Reparaturprozesses in sein Genom einzubauen. Während dieser Zeit können die Retons den mutierten DNA-Strang in eine replizierende Zelle einführen, so dass der Strang in die DNA der Tochterzellen eingebaut werden kann. Darüber hinaus können die Retonsequenzen als “Barcodes” oder “Namensschilder” dienen, sodass Wissenschaftler Personen in einem Bakterienpool verfolgen können. Dies bedeutet, dass sie zur Bearbeitung des Genoms verwendet werden können, ohne die native DNA zu beschädigen, und dass mehrere Experimente in einer großen Mischung durchgeführt werden können.

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Wissenschaftler am Wyss Institute testeten RLR an E coli Bakterien und fanden heraus, dass 90 Prozent der Bevölkerung die Retron-Sequenz nach einigen Anpassungen inkorporierten. Sie konnten auch beweisen, wie nützlich es in massiven genetischen Experimenten sein kann. Während ihrer Tests konnten sie Antibiotikaresistenzmutationen in finden E coli durch Sequenzieren der Barcodes der Retons anstelle der Sequenzierung einzelner Mutanten, was den Prozess viel schneller macht.

das Studie Co-Erstautor Max Schubert, erklärt:

„Mit RLR konnten wir etwas Unmögliches mit CRISPR tun: Wir haben zufällig ein Bakteriengenom ausgeschnitten, diese genetischen Fragmente in situ in einzelsträngige DNA umgewandelt und damit Millionen von Sequenzen gleichzeitig gescreent. RLR ist ein einfacheres, flexibleres Werkzeug zur Bearbeitung von Genen, das für hochmultiplexierte Experimente verwendet werden kann. Es eliminiert die bei CRISPR häufig auftretende Toxizität und verbessert die Fähigkeit der Forscher, Mutationen auf Genomebene zu untersuchen.

CRISPR wurde lange Zeit nur als das Seltsame angesehen, was Bakterien taten, und herauszufinden, wie man es für die Genomtechnik nutzen kann, veränderte die Welt. Retrons sind eine weitere bakterielle Innovation, die ebenfalls wichtige Durchbrüche bringen könnte. “”

Es bleibt noch viel zu tun, bevor RLR in großem Umfang eingesetzt werden kann, einschließlich der Verbesserung und Standardisierung der Bearbeitungsrate. Das Team ist jedoch der Ansicht, dass dies „zu neuen, aufregenden und unerwarteten Innovationen führen kann“.

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