CRISPR'ın Ötesinde: seekRNA, doğru gen düzenleme için yeni bir yol sunuyor.

Programlanabilir araç, genetik dizileri hassas bir şekilde hedefleyebilir ve yerini değiştirebilir.

SeekRNA 'Gerçek bir Oyun Değiştirici'

Sidney Üniversitesi'ndeki bilim adamları, tıp, tarım ve biyoteknolojide genetik mühendisliğinde devrim yaratan endüstri standardı CRISPR'den daha fazla doğruluk ve esnekliğe sahip bir gen düzenleme aracı geliştirdiler.

SeekRNA, genetik dizilere eklenecek bölgeleri doğrudan tanımlayabilen, düzenleme sürecini basitleştiren ve hataları azaltan programlanabilir bir ribonükleik asit (RNA) ipliği kullanır.

 Yeni gen düzenleme aracı , Yaşam ve Çevre Bilimleri Fakültesi'nden Dr Sandro Ataide liderliğindeki bir ekip tarafından geliştiriliyor . Bulguları Nature Communications'da yayınlandı  .

“Bu teknolojinin potansiyeli bizi son derece heyecanlandırıyor. SeekRNA'nın seçilimi hassasiyet ve esneklikle hedefleyebilme yeteneği, mevcut teknolojilerin sınırlamalarını aşarak genetik mühendisliğinde yeni bir çağa zemin hazırlıyor" dedi Dr. Ataide.

“CRISPR ile bir 'kes-yapıştır aracına' sahip olmak için ekstra bileşenlere ihtiyaç duyarsınız; oysa seekRNA'nın vaadi, bunun geniş bir yelpazede veri sunabilen daha yüksek doğrulukla bağımsız bir 'kes ve yapıştır aracı' olmasıdır. DNA dizileri.”

CRISPR, hedef DNA'nın her iki ipliğinde, yaşamın çift sarmallı genetik kodunda bir kopukluk yaratmaya dayanır ve yeni DNA dizisini eklemek için diğer proteinlere veya DNA onarım mekanizmasına ihtiyaç duyar. Bu, hatalara yol açabilir.

Başyazar Rezwan Siddiquee (ortada), Dr. Sandro Ataide (solda) ve Caitlin McCormack ile birlikte Ataide Laboratuvarı'nda. Fotoğraf: Fiona Wolf/Sidney Üniversitesi

Dr Ataide şunları söyledi: "SeekRNA, hedef bölgeyi hassas bir şekilde parçalayabilir ve başka hiçbir protein kullanmadan yeni DNA dizisini yerleştirebilir.

"Bu, daha yüksek doğruluk ve daha az hatayla çok daha temiz bir düzenleme aracına olanak tanıyor."

Gen düzenleme, 10 yıldan fazla bir süre önce CRISPR'ın geliştirilmesinden bu yana tamamen yeni araştırma ve uygulama alanları açtı. Meyve ve mahsullerde hastalık direncinde iyileşmelere yol açtı, insanlarda hastalık tespitinin maliyetini ve hızını azalttı, orak hücre hastalığına çare arayışına yardımcı oldu ve (CAR) T- olarak bilinen devrim niteliğindeki kanser tedavisinin geliştirilmesine olanak sağladı. hücre terapisi.

"Gen düzenlemenin neler yapabileceğini keşfetmenin ilk günlerindeyiz. Sidney Üniversitesi'nden ortak yazar Profesör Ruth Hall, gen düzenlemeye yönelik bu yeni yaklaşımı geliştirerek sağlık, tarım ve biyoteknolojideki ilerlemelere katkıda bulunabileceğimizi umuyoruz" dedi .

Hassas Genetik Hedefleme

SeekRNA , bakterilerde ve arkelerde (çekirdeği olmayan hücreler) keşfedilen, IS 1111 ve IS 110 olarak bilinen, doğal olarak oluşan bir yerleştirme dizileri ailesinden türetilir . Çoğu yerleştirme dizisi proteini çok az hedef seçiciliği gösterir veya hiç göstermez, ancak bu aileler yüksek hedef özgüllüğü sergiler.

Bu, seekRNA'nın bugüne kadar umut verici sonuçlara ulaşmak için kullandığı doğruluktur.

Bu yerleştirme dizisi ailesinin doğruluğunu kullanarak, seekRNA herhangi bir genomik diziye dönüştürülebilir ve yeni DNA'yı kesin bir yönelimde ekleyebilir.

Sidney Üniversitesi'nden Dr Sandro Ataide. Fotoğraf: Fiona Wolf/Sidney Üniversitesi

"Laboratuvarda seekRNA'yı bakterilerde başarıyla test ettik. Bir sonraki adımımız, teknolojinin  insanlarda bulunan daha karmaşık ökaryotik hücrelere uyarlanıp uyarlanamayacağını araştırmak olacak  " dedi Dr. Ataide.

Bu çalışmada bildirilen sistemin bir avantajı, genetik yükü verimli bir şekilde taşımak için yalnızca orta büyüklükte tek bir protein artı kısa bir seekRNA ipliği kullanılarak uygulanabilmesidir. SeekRNA, 350 amino asitten oluşan küçük bir proteinden ve 70 ila 100 nükleotidden oluşan bir RNA zincirinden oluşur.

Bu boyuttaki bir sistem, ilgili hücrelere teslim edilmek üzere biyolojik nano ölçekli dağıtım araçlarına (kesecikler veya lipit nanopartiküller) paketlenebilir.

DNA'ya Doğrudan Ekleme

Bir başka farklılaşma noktası da bu teknolojinin DNA dizilerini istenen konuma kendi başına yerleştirme yeteneğidir; bu, mevcut düzenleme araçlarının çoğuyla mümkün olmayan bir başarıdır.

Makalenin baş yazarı Sidney Üniversitesi araştırma görevlisi Rezwan Siddiquee , "Mevcut CRISPR teknolojisinin uygulanabilecek genetik dizilerin boyutu konusunda sınırlamaları var" dedi.  “Bu, uygulama kapsamını kısıtlıyor.”

Dünya çapında, diğer ekipler IS 1111  ve IS 110 ailesinin gen düzenleme potansiyeli konusunda benzer araştırmalar yürütüyor . Ancak Dr. Ataide, IS 110  ailesinin yalnızca bir üyesi için sonuçlar gösterdiklerini  ve çok daha büyük bir RNA versiyonuna güvendiklerini söylüyor. Sydney'deki ekip, tekniğini doğrudan laboratuvar örneklemesi ve daha kısa seekRNA'nın uygulanması yoluyla ilerletiyor.

 

Beyan

Dr Sandro Ataide, Profesör Ruth Hall ve Rezwan Siddiquee bu çalışmayla ilgili patent başvurularının mucitleridir. Araştırma, Sidney Üniversitesi Rektör Yardımcısı (Araştırma) Stratejik Araştırma Etki Fonu ve Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi (NHMRC) Araştırmacı hibesi tarafından desteklenmiştir.

Kaynakça:

https://www.nature.com/articles/s41467-024-49474-9

https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2024/06/25/beyond-crispr-seekrna-delivers-new-pathway-accurate-gene-editing.html