Naučnici sa Instituta Arc otkrili su mehanizam rekombinaze, revolucionarni alat koji omogućava potpuno programiranje DNK pomoću preuređivanja. Njihovo otkriće, opisano u nedavnom radu u časopisu Nature, predstavlja prvu DNK rekombinazu koja koristi nekodirajuću RNK za sekvencijalnu selekciju ciljne i donorske DNK molekule. Ova RNK može da se programira, što omogućava korisniku da odredi bilo koju željenu ciljnu sekvencu genoma i bilo koju donorsku DNK molekulu za ubacivanje, piše SciTech Daily.
Istraživanje je razvijeno u saradnji sa laboratorijama Silvane Konerman, glavne istraživačice Instituta Arc i vanredne profesorke biohemije na Univerzitetu Stanford, i Hirošija Nišimasu, profesora strukturne biologije na Univerzitetu u Tokiju.
– Bridž RNK sistem je fundamentalno novi mehanizam za biološko programiranje. Rekombinacija može univerzalno modifikovati genetski materijal kroz sekvencijalno specifično ubacivanje, isecanje, inverziju i još mnogo toga, omogućavajući procesor za živi genom izvan CRISPR-a – rekao je dr Patrik Hsu, viši autor studije i glavni istraživač Instituta Arc i vanredni profesor bioinženjeringa na Univerzitetu Berkli.
Bridž rekombinacioni sistem potiče iz elementa insercije 110 (IS110), jednog od bezbroj tipova transpozabilnih elemenata – ili „skakućućih gena“ – koji sečom i lepljenjem pomeraju unutar i između mikrobioloških genoma. Transpozabilni elementi se nalaze u svim oblicima života i evoluirali su u profesionalne mašine za manipulaciju DNK kako bi preživeli. IS110 elementi su veoma mali. Sastoje se samo od gena koji kodira enzim rekombinazu, i pratećih DNK segmenata koji su, do sada, ostali misterija.
Hsu laboratorija je otkrila da kada se IS110 izbacuje iz genoma, nekodirajući krajevi DNK se spajaju kako bi proizveli RNK molekulu – bridž RNK – koja se presavija u dvije petlje. Jedna petlja se veže za sam IS110 element, dok se druga petlja veže za ciljnu DNK gde će element biti ubačen. Bridž RNK je prvi primer bispecifičnog vodiča molekula, koji određuje sekvencu i ciljne i donorski DNK kroz uparivnje baza. Svaka petlja bridž RNK je nezavisno programabilna, omogućavajući istraživačima da kombinuju bilo koje ciljne i donorski DNK sekvence od interesa. To znači da sistem može ići daleko iznad svoje prirodne uloge koja ubacuje sam IS110 element, umjesto toga omogućavajući ubacivanje bilo kog željenog genetskog tereta – poput funkcionalne kopije oštećenog, ili gena koji izaziva bolest – u bilo koju lokaciju u genomu.
Dalje istraživanje i razvoj bridž mehanizam obećava da će donijeti treću generaciju RNK vođenih sistema, proširujući se izvan mehanizama sječenja DNK i RNK CRISPR-a i RNA interferencije (RNAi) kako bi ponudio jedinstveni mehanizam za programabilno preuređivanje DNK. Kritično za dalji razvoj bridž rekombinacionog sistema za dizajn genoma sisara, bridž rekombinaza spaja obje DNK niti bez oslobađanja isječenih DNK fragmenata – zaobilazeći ključnu ograničenost trenutnih vrhunskih tehnologija za uređivanje genoma.
Bridž rekombinacioni mehanizam riješava neke od najfundamentalnijih izazova sa kojima se suočavaju druge metode uređivanja genoma. Sposobnost programabilnog preuređivanja bilo koje dvije DNK molekule otvara vrata ka proboju u dizajnu genoma, prenosi Telegraf.
BONUS VIDEO:
ALAT ZA BIOLOŠKO PROGRAMIRANJE Naučnici razvili novi procesor za gene je prvo objavljeno na Aloonline.ba.
Izvor: ( aloonline.ba / TNTPortal.ba )
