Напредък в редактирането на генома с CRISPR Cas 9

  • Е тук:
  • Започнете
  • Обучение без модул
  • Напредък в редактирането на генома с CRISPR Cas 9

Напредък в редактирането на генома с CRISPR Cas 9

CRISPR: Клъстерирани редовно разпръснати къси палиндромни повторения, групирани и редовно разположени къси палиндромни повторения

напредък

Приложенията на системите CRISPR-Cas се развиват през последните години, откакто е открито присъствието му в бактериите. Оттогава неговото използване се предлага в различни области като земеделие, изследване на генетично базирани заболявания в клетъчни и животински модели, при производството на ферментирали храни, в устойчивостта на антибиотици в бактериите и като възможна генна терапия.

1987 г.: Йошизуми Ишино открива съществуването на палиндромни повторни последователности в ДНК на ешерихия коли.

1993 г.: Francisco J. M. Mojica, чрез секвениране на частта от генома на халофилни археи бактерии, обитаващи солените площи Санта Пола, идентифицира палиндромни последователности от 30 двойки основи, разделени една от друга с фрагменти от 36 базови двойки, така наречените дистанционни елементи.

2000 г.: Групата, ръководена от Франсиско J. M. Mojica, намери, търсейки в бази данни, голям брой от тези повтарящи се последователности в бактерии, археи и митохондрии и предложи името CRISPR, което означава "Групирани и редовно разпръснати кратки палиндромични повторения".

2002 г.: Група холандски микробиолози описват набор от гени, които кодират нуклеази, свързани с CRISPR последователности (cas или CRISPR-свързани гени)

2005 г.: Установено е, че някои от дистанционните елементи в системите CRISPR са получени от ДНК източници на вируси и плазмиди. Изследователската група на Франсиско J. Mojica предполага, че свързаните дистанционни елементи могат да бъдат част от имунната система на бактериите.

2008 г.: Джон ван дер Оост показва, че в бактерията E-Scherichia coli, спейсерите, които са получени от фаг, се транскрибират в РНК, наречена CRISPR РНК (crRNAs), която се свързва с ДНК на вируса и насочва Cas протеините към целевата ДНК за извършване на двунишково рязане.

2009 г.: CRISPR-Cas9 е показан да създава целенасочени ДНК двуверижни прекъсвания в точни позиции и също така е потвърдено, че Cas9 е единственият протеин, необходим за разцепване в системата CRISPR-Cas9.

2011 г.: Emmanuelle Charpentier от университета Umee извършва малка последователност на РНК в Streptococcus pyogenes, която съдържа система CRISPR-Cas9 и открива, че в допълнение към crRNA, има и втора РНК, наречена CRISPR РНК транзактивация (tracrRNA). Това също така показва, че tracrRNA работи заедно с crRNA, за да насочи Cas9 към своите цели.

2012 г.: Учените Емануел Шарпентие и Дженифър Дудна от Калифорнийския университет в Бъркли демонстрират как да се използва CRISPR като програмируем инструмент за редактиране, който може да изреже всяка верига на ДНК in vitro.

2013: Изследователят Фън Джанг успешно адаптира системата CRISPR-Cas9 за редактиране на генома в еукариотни клетки чрез проектиране на два различни ортологични гена Cas9 и демонстриране на специфично разцепване на генома в човешки и миши клетки.

Геномът на бактериите се състои от две вериги кръгова ДНК, като тези вериги са взаимно допълващи се. Когато четем генома, който е приблизително 4 или 5 милиона букви, виждаме поредица от повторения, които се повтарят няколко пъти в целия геном и които са раздалечени. Всяка от тези повтарящи се единици се нарича CRISPR, които са „Клъстерирани и с редовни интервали с къси палиндромни повторения“. След всяко повторение са къси сегменти на спейсър ДНК от ДНК на вируса на бактериофаги. Много близо до тези повторения можете да намерите cas гените, които кодират тип нуклеазни протеини, които са изпълнителите на CRISPR активността.

Бактериите, точно както хората, ще бъдат заразени от вируси, които ще разпознаят бактериите по специфични рецептори на мембраната им. Вирусът ще въведе своя генетичен материал вътре в бактериите и ще използва собствената машина на бактериите, за да произведе хиляди вирусни частици, които ще счупят обвивката на бактериите и ще бъдат пуснати в околната среда, за да заразят другите. Бактериите, оцелели при атаката на вируса, ще запазят фрагмент от ДНК от вируса и ще го включат като дистанционер в своята система CRISPR-Cas и ще го запазят поколение след поколение. Тези дистанционни елементи ще бъдат транскрибирани в РНК, наречена "CRIPR RNA" (crRNAs), която ще действа като ръководство за Cas протеина и която ще се свърже с ДНК на нахлуващия вирус в случай на втора инфекция от същия вирус.