Metoda SEED/Harvest ulepsza technologię CRISPR-Cas9, aby umożliwić precyzyjną i wydajną edycję genomu muszek owocowych, otwierając nowe możliwości w zakresie genetyki i badań medycznych.
Nowa metoda oparta na CRISPR-Cas9 o nazwie SEED/Harvest integruje ścieżkę naprawy wyżarzania pojedynczej nici w celu skuteczniejszej modyfikacji genomu muszek owocowych i bez uszkodzeń resztkowych. Technika ta pozwala na precyzję i skuteczność DNA modyfikacje w całym genomie, ułatwiając badania funkcji białek w różnych tkankach i na różnych etapach rozwoju, potencjalnie przynosząc korzyści w zakresie genetyki, biotechnologii i badań medycznych.
Zespół kierowany przez prof. Markusa Affoltera z Biozentrum na Uniwersytecie w Bazylei udoskonalił technologie CRISPR/Cas za pomocą nowatorskiej metody, która umożliwia bardziej precyzyjne i bezproblemowe znakowanie białek na poziomie genetycznym. Ta innowacja ma ogromny potencjał w zakresie usprawnienia badań nad białkami w organizmach żywych i poszerzenia możliwości badań medycznych.
Dzięki rewolucyjnej technologii CRISPR/Cas można precyzyjnie modyfikować DNA żywych organizmów. Korzystanie z przewodnika RNA rozpoznaje określoną sekwencję DNA, białko Cas9 jest przyłączane do tej sekwencji i tnie DNA. To ukierunkowane cięcie umożliwia naprawę lub zmianę DNA w tym konkretnym miejscu.
Zespół prof. Markusa Affoltera z Biozentrum na Uniwersytecie w Bazylei opracował teraz nową metodę o nazwie SEED/Harvest w muszce owocowej (Drosophila melanogaster). Metoda ta łączy technikę CRISPR-Cas9 ze ścieżką naprawy wyżarzania pojedynczej nici (SSA), umożliwiając skuteczniejsze przeprowadzanie zmian w całym genomie i bez pozostawiania niepożądanych blizn. Badanie opublikowano w Developmental Cell.
Dwie metody połączone
Metoda NASION/Zbiorów przebiega w dwóch etapach. W pierwszym etapie badacze wprowadzili gen markerowy do pożądanego miejsca DNA w regionie kodującym białko. Znacznik ten jest umieszczany w docelowym miejscu i służy do izolowania udanych modyfikacji.
W drugim etapie wycina się marker i naprawia punkty przerwania DNA za pomocą ścieżki naprawy wyżarzania pojedynczej nici (SSA). „Dzięki temu możemy bezproblemowo przeciąć DNA, zachowując jego pełną funkcję” – wyjaśnia pierwszy autor Gustavo Aguilar. „Połączenie obu metod umożliwia oznaczenie dowolnego pożądanego białka w genomie bez dodatkowych uszkodzeń, co pozwala nam badać funkcje białek w organizmach żywych”.
Bardziej precyzyjny i wydajny
„Ponieważ na potrzeby naszych badań chcielibyśmy wprowadzić i przeanalizować zmiany w DNA w całym genomie, metoda ta musi być zarówno precyzyjna, jak i wydajna” – wyjaśnia Affolter. „A metoda NASION/Zbiorów to jedno i drugie. Łączy w sobie najsolidniejszą kontrolę udanych wstawień i wszystkie zalety płynnego tagowania.
Nowe możliwości badawcze
Jedną z zalet metody SEED/Harvest jest możliwość znakowania białek w określonych tkankach i typach komórek. „Możemy teraz kontrolować i określać w różnych tkankach i stadiach rozwoju, kiedy i gdzie geny są aktywowane lub dezaktywowane” – dodaje Gustavo Aguilar. Otwiera to nowe możliwości badawcze w zakresie systematycznego badania dynamiki białek w żywych komórkach w czasie rzeczywistym.
Metoda ta ma znaczenie nie tylko dla genetyki i biotechnologii. „Metoda SEED/Harvest może być również interesująca w badaniach medycznych, na przykład w celu identyfikacji defektów spowodowanych genami chorobowymi” – mówi Affolter.
Odniesienie: „Bezszwowe pukany u Drosophila poprzez wyżarzanie jednoniciowe wyzwalane CRISPR” autorstwa Gustavo Aguilara, Mileny Bauer, M. Alessandry Vigano, Sophie T. Schnider, Lukasa Brüggera, Carlosa Jiméneza-Jiméneza, Isabel Guerrero i Markusa Affoltera, 5 lipca 2024 r. , Komórka Rozwojowa.
DOI: 10.1016/j.devcel.2024.06.004
