חוקרים ב-Weill Cornell Medicine פיתחו טכנולוגיה רב-תכליתית ולא רעילה לשליטה בפעילות של כל גן בתא. כלים מסוג "החלפת גנים" מאפשרים למדענים "להפעיל" או "לכבות" גן מטרה כדי ללמוד כיצד הוא פועל, לדגמן מחלות ולתכנן טיפולים חדשים. ניתן לאמץ את הכלי במהלך המחקר הביו-רפואי, כולל בפיתוח של טיפולים גנטיים.
הכלי החדש, הנקרא Cyclone (אPois נשלטת על ידי cyclovirעַל exon), מתואר במאמר שפורסם ב-3 בנובמבר ב-Nature Methods. הכלי נוצר בהשראת תכונה טבעית של גנים מסוימים, מקטע DNA הנקרא "אקסון רעל", שבתנאים מסוימים יכול לחסום את הגן מלהתורגם לחלבון. כדי ליצור ציקלון, הנדסו החוקרים אקסון רעל שניתן להחדיר לכל גן מטרה כדי לדכא את פעילותו. כאשר החוקרים מוכנים להגביר את פעילות הגנים, מוכנסת תרופה הנקשרת לאקסון הרעל והפעילות מתחדשת. בניגוד לכלים הפופולריים הקיימים להחלפת גנים, Cyclone משתמשת במולקולה לא רעילה יחסית, התרופה האנטי ויראלית acyclovir, כדי להפעיל את גן המטרה.
אנו חושבים שלקונספט הציקלון יש פוטנציאל גדול ליישומים מגוונים הדורשים שליטה בטוחה ומדויקת על פעילות הגנים".
ד"ר סמי ג'פרי, סופר בכיר במחקר, פרופסור גרינברג-סטאר במחלקה לפרמקולוגיה וחבר במרכז הסרטן סנדרה ואדוארד מאייר, וייל קורנל רפואה
המחבר הראשון של המחקר היה Qian Hou, מועמד לדוקטורט במעבדת ג'פרי.
ציקלון הוא שיפור מהותי ביחס לטכנולוגיות קיימות של מתג גנים, שיש להן חסרונות משמעותיים. לדוגמה, לחלק מהתרופות המשמשות לשליטה בביטוי גנים, כמו טטרציקלין, יכולות להיות השפעות לא רצויות, אפילו רעילות, על תאים. הכלים הקיימים גם בסופו של דבר משנים את תעתיקי ה-RNA – השרטוטים של החלבון המיוצר על ידי גן המטרה. לעומת זאת, אציקלוביר נחשב בטוח גם במינונים גבוהים ומשאיר את תעתיקי ה-RNA והחלבונים הנובעים בשלמותם בעת הפעלת גן מטרה.
החוקרים הראו שציקלון יכול להגביר את פעילות הגנים מ-0% כמעט ליותר מ-300% מהרגיל, תלוי במינון האציקלוביר. הם הוכיחו שניתן להשתמש במערכת הציקלון עם גנים מלאכותיים, או אלה הטבעיים הקיימים בתאים ויכולה לעבוד עם מולקולות מתג שאינן אציקלוביר. זה מעלה את האפשרות להשתמש במערכות שונות מסוג ציקלון כדי לתפעל מספר גנים בו זמנית.
החוקרים ציינו כי בעתיד ניתן יהיה להשתמש במערכות מסוג ציקלון בטיפולים גנטיים כמנגנון בטיחות הפיך לשליטה בפעילותו של גן טיפולי.
