Nástroj na úpravu génu CRISPR spôsobuje neúmyselné genetické mutácie

Anonim

Nástroj na úpravu génu CRISPR spôsobuje neúmyselné genetické mutácie

biológie

Rich Haridy

30. mája 2017

2 obrázky

Nová štúdia zistila, že CRISPR génová editácia môže mať nezamýšľané genetické vedľajšie účinky (Credit: lightsource / Depositphotos)

Nie je hyperbolické povedať, že metóda CRISPR-Cas9 na úpravu génov bola revolučným prielom, ktorý umožnil vedcom rýchlo, ľahko a presne editovať časti DNA. Otázky o tom, ako presný je nástroj CRISPR, boli vznesené v novej štúdii z Columbia University Medical Center, ktorá ukazuje, že táto technológia na úpravu génov môže do genómu zaviesť stovky neúmyselných mutácií.

CRISPR priniesol rozmach nových výskumných ciest po celom svete, od zamerania rakoviny na HIV s prvými ľudskými skúškami zahŕňajúcimi bunky upravené CRISPR, ktoré už prebiehajú v Číne, a americkým štúdiom naplánovaným na rok 2018. Ale táto nová štúdia vyžaduje opatrnosť vpred, čo naznačuje, že ešte stále nerozumieme väčším genómovým účinkom tohto nástroja.

Tím vedcov zapojených do štúdie už predtým pracoval s nástrojom CRISPR na liečbu vážneho ochorenia očí nazývaného retinitis pigmentosa, čo vedie k slepote. Rozhodli sa preskúmať celý genóm myší ošetrených CRISPR zo svojich predchádzajúcich experimentov, hľadajúc akékoľvek možné mutácie, dokonca aj tie, ktoré zmenili len jeden nukleotid.

Vo všeobecnosti, ak sa vedci pokúšajú zistiť, či úprava CRISPR má za následok mutáciu alebo odstránenie mimo cieľa, používajú počítačové algoritmy na identifikáciu oblastí, ktoré sú pravdepodobne postihnuté, a zameria svoju pozornosť na tieto.

"Predpokladá sa, že tieto prediktívne algoritmy robia dobrú prácu, keď sa CRISPR vykonáva v bunkách alebo tkanivách v miske, " hovorí spoluautor štúdie, profesor Alexander Bassuk, "ale sekvenovanie celého genómu nebolo použité na hľadanie všetky necieľové účinky na živé zvieratá. "

Pri skúmaní celého genómu z myší ošetrených CRISPR sa zistilo, že nástroj úspešne opravil konkrétny gén, na ktorý sa zameriavali, ale tiež potenciálne spôsobil veľa ďalších genetických zmien. U dvoch zvierat ošetrených CRISPR bolo identifikovaných viac ako 100 veľkých delécií alebo inzercií génov a viac ako 1 500 jedno-nukleotidových mutácií.

Najdôležitejšie, všetky tieto identifikované mutácie neboli zdvihnuté všeobecnými počítačovými algoritmami, ktoré väčšina vedcov využíva na to, aby sa pozreli na off-target efekty CRISPR-editácie. Neexistujú žiadne zrejmé alebo okamžite škodlivé účinky na zvieratá z týchto neočakávaných mutácií, ale nie je známe, aké dlhodobé účinky môžu mať zmenené gény.

"Výskumní pracovníci, ktorí nevyužívajú sekvenovanie celého genómu na zistenie mimoriadnych účinkov, môžu chýbať potenciálne dôležité mutácie, " hovorí spoluautor Dr. Stephen Tsang. "Dokonca aj jedna zmena nukleotidov môže mať obrovský vplyv."

Tím je stále optimistický v súvislosti s technológiou CRISPR, ale varujú ostatných vedcov, aby podrobnejšie preskúmali mimoriadne ciele akéhokoľvek úpravy génov, ktoré sa vykonávajú. Predovšetkým poznamenávajú, že sekvenovanie celého genómu je nevyhnutné na vytvorenie presnejších spôsobov využitia nástroja CRISPR.

"My sme lekári, " vysvetľuje spoluautorka štúdie Dr Vinit Mahajan, "a vieme, že každá nová terapia má niektoré potenciálne vedľajšie účinky, ale musíme si uvedomiť, aké sú."

Štúdia bola publikovaná v časopise Nature Methods.

Zdroj: Columbia University Medical Center prostredníctvom EurekAlert

Nová štúdia zistila, že CRISPR génová editácia môže mať nezamýšľané genetické vedľajšie účinky (Credit: lightsource / Depositphotos)

CRISPR-editované bunky už prebiehajú, ale táto nová štúdia vyžaduje zvýšenú opatrnosť vpred, čo naznačuje, že ešte stále nerozumieme väčším genómovým účinkom tohto nástroja (Credit: vitstudio / Depositphotos)