Naukowcy opracowali nową metodę edycji genów. Ma być lepsza niż CRISPR-Cas9

Artykuł/Nauka 30.10.2019
Naukowcy opracowali nową metodę edycji genów. Ma być lepsza niż CRISPR-Cas9

Naukowcy opracowali nową metodę edycji genów. Ma być lepsza niż CRISPR-Cas9

Nowy system edycji kodu DNA nazywa się prime editing i według naukowców jest o wiele dokładniejszy, wydajniejszy i gwarantuje większą kontrolę nad samym procesem edycji niż CRISPR-Cas9, z którego korzystano do tej pory w laboratoriach na całym świecie.

Aktualne eksperymenty z edycją genomu wykonywane są przy pomocy metody CRISPR-Cas9 (choć nie tylko), uznawanej obecnie za jeden z najdokładniejszych sposobów usuwania niechcianych linijek kodu DNA. Do dzisiaj budzi ona sporo wątpliwości, a z niektórych badań wynika wręcz, że jest ona o wiele mniej precyzyjna, niż nam się wydaje.

Głos w tej sprawie zabrała zresztą Jennifer Doudna, która jest jednym z twórców metody CRISPR-Cas 9. Tak samo, jak większość zachodnich naukowców stwierdziła, że przy obecnym stopniu wiedzy na temat metody CRISPR, jakiekolwiek próby edycji ludzkiego genomu byłyby po prostu nieodpowiedzialne. Doudna swoją wypowiedzią skrytykowała eksperyment chińskiego naukowca He Jiankui, który wykorzystał opracowaną przez nią metodę do edycji DNA ludzkich zarodków.

Prime editing ma być lepsze niż CRISPR

Nowa metoda została stworzona przez naukowców z Broad Institute. To, co odróżnia ją od metody CRISPR, to mniejsze ryzyko występowania niepożądanych efektów ubocznych i mutacji genomu. Przy czym pozostaje ona tak samo dokładna, jak CRISPR – tj. tak samo pozwala na edycję pojedyńczych liter (ATCG) i krótkich sekwencji w kodzie DNA.

Do tego, jej ogromną zaletą jest możliwość wykonywania szerszej i bardziej zautomatyzowanej edycji kodu, co oznacza, że prime editing może być w przyszłości wykorzystywane do usuwania (słowo leczenie jakoś mi tu nie pasuje) chorób genetycznych z genotypu pacjenta.

— To najdokładniejsza metoda edycji genów w komórkach ssaków, która jest wszechstronna, precyzyjna i nie wywołuje zbyt wielu skutków ubocznych – mówi David Liu z Broad Institute, jeden z twórców nowej metody.

Zdaniem Liu, prime editing może pomóc badaczom wyeliminować ok. 90 proc. z ponad 75 tys. znanych nam obecnie szkodliwych mutacji w kodzie DNA. W tym te kawałki kodu, które odpowiadają za mukowiscydozę czy anemię sierpowatą. Jednym słowem: prime editing wydaje się mieć ogromny potencjał, jeśli chodzi o bioinżynierię.

Nowa metoda nie będzie jednak tak wszechstronna, jak mogłoby wynikać z wypowiedzi jej twórców

Wszystko sprowadza się tutaj bowiem do sposobu, w jaki następuje cała ta edycja genów. W przypadku metody CRISPR-Cas9, DNA przecinane jest w określonym punkcie przy pomocy białka o nazwie Cas9. Niestety, ze względu na to, że DNA ma strukturę dwuniciową, jej przecięcie przez białko Cas9 może spowodować, że naprawa rozciętego łańcucha zostanie wykonana w odniesieniu do złej nici – przy przecięciu obu jest to zresztą zbyt często powtarzający się scenariusz, żeby ryzykować np. edycję ludzkiego genomu.

W przypadku prime editing, wprowadzana zmiana zakodowana jest na nici RNA. Metoda ta nadal korzysta z białka Cas9 do znalezienia wybranego miejsca cięcia, ale jej podstawą jest enzym odwrotnej transkryptazy, który kopiuje edytowaną informację z łańcucha RNA do docelowego miejsca. No i prime editing pozwala na przecięcie pojedynczej nici DNA, co oczywiście oznacza mniej niechcianych błędów w trakcie edycji.

— Jesteśmy bardzo podekscytowani tym, że możemy skopiować nową informację genetyczną bezpośrednio do miejsca docelowego. Oznacza to, że opracowana przez nas metoda jest nad wyraz wszechstronna – mówi Andrew Anzalone, jeden naukowców, który brał udział w stworzeniu prime editing.

Niestety, ze względu na umieszczenie nowych informacji na nici RNA, prime editing ma swoje ograniczenia. Im dłuższa nić, tym większe ryzyko, że zostanie ona uszkodzona przez enzymy w komórce, której DNA chcemy edytować.

Opracowanie samej metody to dopiero początek

Co prawda prime editing bazuje na metodzie CRISPR, więc nie jest to całkowita nowość w świecie nauki. Niemniej jednak, jak każda metoda edycji genomu, prime editing z pewnością będzie pieczołowicie testowana przez najbliższe kilka lat. W badaniach opublikowanych w Nature, twórcy prime editing opisali na razie badania laboratoryjne, podczas których wykonali ponad 175 edycji genomu w ludzkich i mysich komórkach.

Wyniki są jak na razie obiecujące – w porównaniu do CRISPR, prime editing nie powoduje tak wielu skutków ubocznych. Jeśli jednak chcemy stworzyć bezpieczną metodę do edycji ludzkiego DNA, jedno badanie to stanowczo za mało. Także lepiej będzie, jeśli uzbroimy się w cierpliwość i poczekamy jeszcze kilka(naście) lat na moment, w którym zabiegi wykorzystujące prime editing zaczną być oferowane w szpitalach i klinikach na całym świecie.

Musisz przeczytać:

Dołącz do dyskusji