Ein Cornell-Forscher, die führend ist in der Entwicklung eines neuartigen gen-editing-CRISPR-system, und Kollegen haben die neue Methode zum ersten mal in menschlichen Zellen-ein wesentlicher Fortschritt in dem Bereich.
Das neue system, genannt CRISPR-Cas3, kann effizient löschen, lange Ausdehnungen von DNA, die aus einer gezielten Standort in das menschliche Genom, eine Fähigkeit, die nicht leicht erreichbar in mehr traditionellen CRISPR-Cas9-Systeme. Obwohl robuste Anwendungen werden möglicherweise in der Zukunft, das neue system hat das Potenzial, zu suchen und zu löschen, eine solche ektopische Viren, wie herpes-simplex -, Epstein-Barr, hepatitis B, von denen jede eine große Bedrohung für die öffentliche Gesundheit.
„Mein Labor verbrachte die letzten zehn Jahre, herauszufinden, wie CRISPR-Cas3 funktioniert. Ich bin begeistert, dass meine Kollegen und ich schließlich gezeigt, seine Genom-editing-Aktivität in menschlichen Zellen,“ sagte Ailong Ke, professor für Molekularbiologie und Genetik und einen entsprechenden Autor von einem Papier, veröffentlicht 8. April in der Zeitschrift Molecular Cell. „Unsere Werkzeuge werden können, um gezielt diese Viren sehr spezifisch und dann löschen Sie Sie sehr effizient. In der Theorie, könnte es eine Heilung für diese viralen Krankheiten.“
Die CRISPR-Cas3-Technologie ermöglicht auch die Forscher zu Scannen durch die Genom-und erkennen nicht-kodierenden genetischen Elemente, die bis zu 98 Prozent unseres Genoms, aber noch nicht gut charakterisiert. Diese Elemente fungieren als Regulatoren, die die expression der Proteine kodierende Gene, und Sie wurden gefunden, um die zentrale Rolle für die Zelldifferenzierung und Geschlechtsbestimmung.
CRISPR-Cas3 verwendet werden könnten, um effizient Bildschirm für nicht-kodierenden genetischen Elemente und löschen von langen DNA-Sequenzen. Einmal gelöscht, die Forscher können sehen, welche Funktionen fehlen im Organismus, die Bestimmung der Rolle, die genetische element.
Yan Zhang, assistant professor für biologische Chemie an der Universität von Michigan, ist auch ein entsprechender Autor des Papiers. Erste Autoren sind Adam Dolan, ein student im Aufbaustudium in Ke s lab und Zhonggang Hou, ein research-lab-Spezialisten in Zhangs Labor.
CRISPR-Cas9-Systeme verwenden eine bakterielle RNA als guide Paare mit und erkennt eine Sequenz von DNA. Wenn eine übereinstimmung gefunden wird, wird der guide-RNA leitet CRISPR-assoziierten (Cas) Proteine, die genaue DNA-Strang. Sobald sich, das Cas9-protein-Schnitte mit der Ziel-DNA an genau der richtigen Stelle. CRISPR-Cas3 verwendet den gleichen Mechanismus zu finden eine spezifische Sequenz der DNA, aber statt des snipping der DNA in die Hälfte Ihrer nuclease-löscht die DNA-kontinuierlich, für bis zu 100 kilobases.
Für die erste Zeit, Ke, Zhang und Kollegen erfolgreich gelöscht Sequenzen von bis zu 100 kilobases der gezielten DNA in embryonalen Stammzellen und in einem anderen Zelltyp genannt HAP1.
Während CRISPR-Cas3 hält das Potenzial für eine wirkungsvolle Genom-editing-tool als CRISPR-Cas9, die Forscher arbeiten, um zu Steuern, wie lange ein Abschnitt löschen. „Wir können nicht so Recht definieren, die Löschung Grenzen genau, und das ist ein Manko, wenn es um die Therapie,“ Ke sagte.
Andere Mitarbeiter sind Sara Howden, ein Forscher an der Universität von Melbourne, und Peter Freddolino, ein Assistent professor für biologische Chemie und computergestützte Medizin-und Bioinformatik an der Universität von Michigan.
Ein patent-Antrag eingereicht hat, für das Genom-editing-tool, durch das Zentrum für Technologie-Lizenzierung.
Ke wird finanziert durch die Nationalen Institute der Gesundheit (NIH). Zhang wird gefördert, indem sowohl die NIH und der University of Michigan.