היכולת לתקן טעויות גנטיות הגורמות למחלות באמצעות עורכי גנום מבטיחה הבטחה רבה ברפואה, אך היא אינה ללא סיכון. כאשר סוג זה של "ניתוח גנטי" מתבצע ב- DNA, למשל, תמיד קיימת הסכנה להשאיר צלקות גנטיות קבועות שעשויות אפילו להיות מורשות.
כדי להקל על סיכון זה, החוקרים עשו ניסויים בתהליכי עריכת גנים ב- Messenger RNA (mRNA), קשר מרכזי בין DNA לחלבונים שאינם נושאים את אותם סיכונים מכיוון שהוא אינו כרוך בשינויים קבועים ב- DNA. אולם כלי עריכת RNA קיימים הוכיחו מסורבל מכדי להשתמש בו או רעילים מדי לתאים אנושיים.
חוקרי ייל פיתחו משפחה חדשה ובטוחה של כלים לעריכת RNA המשתמשים בפעילות ממוקדת RNA שמצאו "מוסתרים" בתוך כלי עריכת גנים פופולרי המכונה Crispr-Cas9.
הפיתרון היה פשוט באופן מפתיע. גילינו פעילות ממוקדת RNA חזקה שהוסתה בפנים (כלי ה- CRISPR) ואת האנזים הקשור אליו, ISCB, ופשוט שיחררתי את כוחו הנסתר למקד ל- RNA. "
Ailong ke, לימוד המחבר הראשי, פרופסור לביו -פיזיקה מולקולרית וביוכימיה בבית הספר לרפואה של ייל וחבר בפקולטה לאמנויות ומדעים של ייל
הממצאים שלהם פורסמו בכתב העת תָאו
CRISPR (מקובצים חזרות קצרות של פילינדרומיות מקובצות באופן קבוע) הם רצפי DNA שנמצאים בגנום של אורגניזמים – כמו חיידקים וארכאה – שתאים שלהם חסרים גרעין ואברונים אחרים הקשורים לממברנה. CAS9 (חלבון 9 הקשור ל- CRISPR) הוא אנזים המשתמש ברצפי CRISPR. אנזימי CAS9 ורצפי CRISPR מהווים את הבסיס לטכנולוגיית CRISPR-CAS9 המשמשת לעריכת גנים באורגניזמים חיים.
הגישה הונחה על ידי "הבנה מעמיקה של המבנים המולקולריים של ISCB", כולל ממצאים שדווחו על ידי המעבדה בכתב העת Science, אמר צ'נגטו שו, מקורב לפוסט -דוקטורט בייל והמחבר הראשון של המחקר.
"יהיה הרבה יותר קשה לבוא עם אותו רעיון מ- CAS9, מכיוון שהמבנה שלו מתוחכם בהרבה מ- ISCB." אמר שו. "הטבע משאיר לנו הרבה אוצרות, וזה מאתגר אך מסקרן לחשוף אותם. זה משהו שאנחנו טובים במיוחד בו בביופיזיקה מולקולרית וביוכימיה."
חוקרים כינו את הכלים החדשים שלהם R-ISCB ו- R-CAS9 והגדירו את השימוש בהם במחקר גנום ורפואה.
"הם הסכינים של הצבא השוויצרי לעריכת RNA," אמר ק. "אנו מראים שניתן להשתמש בהם כדי להפריע לפונקציות mRNA, כדי לפרוס ולהשמיד את ה- mRNA הממוקד, או לתקן את טעויות הקידוד ביעד mRNA.
"בעיקרו של דבר, יש לנו דרך לבצע כל סוג של ניתוחים גנטיים ברמת ה- RNA, וזה עניין גדול."
XU הוסיף כי הכלים עבדו באותה מידה על יעדי האנזים CAS9, המשתמשים ברצפי CRISPR. "אנו ממש נרגשים לראות כמה רחוק נוכל לנקוט בגישה זו עם כלים דומים אחרים," אמר.
החוקרים מתכננים כעת לבדוק את הכלים במעבדה לריפוי מחלות גנטיות נדירות או לקדם ריפוי פצעים.
KE אמר כי "אנו נרגשים במיוחד מהתגובות שביצעו את הטרנס-שחרור שביצעו ה- R-ISCBS, מכיוון שהוא יכול לתקן כל סוג של מוטציות גנטיות ברמת ה- RNA. זו הזדמנות עצומה לרפואת הגנום", אמר KE.
"יש הרבה יישומים פוטנציאליים. הכלי החדש הוא חזק, מדויק מאוד ודי מגוון."
מחברי המחקר האחרים כוללים שיאולין NIU והאיפנג סאן, שהם מקורבים לאחר הדוקטורט בייל. המחקר כלל גם את משתף הפעולה פרופ 'ויקסין טאנג מאוניברסיטת שיקגו.
