שיטת עריכת גנום חדשה "מצא והחלפה" מאפשרת למדענים לבצע שינויים בקנה מידה גדול בקוד הגנטי של תא חי,...
חדש "מצא והחלף" שיטת עריכת הגנום מאפשרת למדענים לבצע שינויים בקנה מידה גדול בקוד הגנטי של תא חי, מהר יותר מטכנולוגיית עריכה קודמת בפקטור של שניים. השיטה החדשה יכולה לשמש להנדסת תאים המייצרים חלבונים חדשים, או לעצב "חומת אש" גנטית שימנעו מתאי מהונדסים להפיץ את ה-DNA שלהם.
באמצעות שיטת הנדסת גנום חדשה, חוקרים מאוניברסיטת הרווארד ומ-MIT הצליחו לעשות זאת החלף באופן שיטתי את "מילה" או קודון DNA אחד בן שלוש אותיות באחד אחר, לאורך כולו גנום. השיטה שלהם מדמיינת מחדש את הגנומים כתבניות הניתנות לעריכה, ומאפשרת לשכתב חלקים שלמים מבלי להפריע למבנה הארגוני הכולל.
מאז שנפרמו רצפי הגנום, מדענים מתנסים בדרכים לערוך אותם, להעניק לתאים יכולות חדשות ולרפא מחלות. אבל ההתקדמות הייתה איטית, בין השאר בגלל שעבודת העריכה חייבת להיות מדויקת להפליא - אלל אחד שלא במקום בכרומוזום יכול להיות קטלני. הצגת שינויים אינדיבידואליים היא אפוא מייגעת וקשה.
מספריים גנטיות כמו נוקלאזות של אצבע אבץ יכולות לעשות את העבודה, להדביק רצפים מסוימים של הגנום ולחתוך אותו. וירוסים מהונדסים יכולים להביא DNA חדש לאזור היעד. רק בחודש שעבר, החוקרים הצליחו
חתך את הגנים שגורמים להמופיליה, במחקר שכלל עכברים חיים.במקום להשתמש במספריים, השיטה החדשה הזו דומה לפונקציית מצא והחלפה במעבד התמלילים שלך, מחפשת קודונים בודדים ומחליפה את כולם במשהו חדש. החוקרים השתמשו ה. coli חיידקים וערכו קודון שמופיע רק 314 פעמים בגנום, מאוית TAG.
רוב הקודונים מגדירים את הרצף של חומצת אמינו, כבית ספר לרפואה של הרווארד עדכון חדשותי מסביר. אבל כמה קודונים מכוונים תא להפסיק להוסיף חומצות אמינו לשרשרת חלבון. TAG הוא קודון עצירה כזה, וזה במקרה המילה הנדירה ביותר ב- ה. coli גנום. הצוות השתמש בשיטה הנקראת Multiplex Automated Genome Engineering, או MAGE, כדי להחליף את קודון TAG בקודון עצור אחר, TAA.
MAGE מאתר רצפי DNA ספציפיים ומחליף אותם ברצף חדש כאשר התא מעתיק את ה-DNA שלו. הקבוצה עשתה 32 ה. coli זנים שלכל אחד מהם הוחלפו 10 קודונים TAG. אחר כך הם השתמשו בטכניקה חדשה שנקראת הנדסת גנום מצריכה (CAGE), שאפשרה להם לשלוט בתהליך שבו משתמשים חיידקים כדי להחליף חומר גנטי.
גנום מודפס
סוג של טורניר אבולוציוני הפחית את מספר הזנים ל-16, כל אחד עם כמות עריכות TAG כפולה ממנה הוא התחיל; בסופו של דבר, לארבעה זנים אחרונים הוחלפו רבע מכל התגים שלהם, MIT News מסביר.
החוקרים מאמינים שהם בדרך להחליף את כל 314 מהם - מבלי לפגוע בתאים בשום צורה.
השלב הבא יהיה להוציא את הרצפים הגנטיים המאפשרים לתא לקרוא את הוראות עצירת ה-TAG. מכונות אלו יכולות לשמש למטרה חדשה לגמרי, כמו קידוד של חלבון או פונקציה חדשה.
המחקר מתואר בגיליון היום של כתב העת מַדָע.
חדשות MIT
