Progrese în editarea genomului cu CRISPR Cas 9

  • Este aici:
  • start
  • Antrenament fără modul
  • Progrese în editarea genomului cu CRISPR Cas 9

Progrese în editarea genomului cu CRISPR Cas 9

CRISPR: Repetări scurte palindromice scurte intercalate în mod regulat, repetări palindromice scurte grupate și spațiate regulat

editarea

Aplicațiile sistemelor CRISPR-Cas au evoluat în ultimii ani de când a fost descoperită prezența sa în bacterii. De atunci, utilizarea sa a fost propusă în diferite domenii, cum ar fi agricultura, studiul bolilor pe bază genetică în modele celulare și animale, în producția de alimente fermentate, în rezistența la antibiotice în bacterii și ca posibilă terapie genetică.

1987: Yoshizumi Ishino descoperă existența secvențelor repetate palindromice în ADN-ul Escherichia Coli.

1993: Francisco J. M. Mojica, prin secvențierea părții genomului bacteriilor arheice halofile care locuiau în sălile Santa Pola, identifică secvențe palindromice de 30 de perechi de baze separate una de cealaltă prin fragmente de 36 de perechi de baze, așa-numitele distanțieri.

2000: Grupul condus de Francisco J. M. Mojica a găsit, căutând în baze de date, un număr mare din aceste secvențe repetate în bacterii, arhee și mitocondrii și a propus numele CRISPR, care înseamnă „Repetări scurte palindromice grupate și intercalate în mod regulat”.

2002: Un grup de microbiologi olandezi descriu un set de gene care codifică nucleaze care sunt asociate cu secvențe CRISPR (cas sau gene asociate CRISPR)

2005: Unele dintre distanțierele din sistemele CRISPR se găsesc derivate din surse ADN de viruși și plasmide. Grupul de cercetare al lui Francisco J. Mojica propune că distanțierii asociați pot face parte dintr-un sistem imunitar al bacteriilor.

2008: John van der Oost arată că în bacteria E-Scherichia coli, distanțierii, care sunt derivați din fagi, sunt transcrise în ARN, numit ARN CRISPR (crARN), care se leagă de ADN-ul virusului și ghidează proteinele Cas spre ADN-ul țintă pentru a efectua tăierea cu catenă dublă.

2009: CRISPR-Cas9 s-a arătat că creează ADN-urile țintă cu rupere dublă în poziții precise și se confirmă, de asemenea, că Cas9 este singura proteină necesară pentru scindare în sistemul CRISPR-Cas9.

2011: Emmanuelle Charpentier de la Universitatea Umee efectuează o mică secvențiere a ARN-ului în Streptococcus pyogenes care conține un sistem CRISPR-Cas9 și descoperă că, pe lângă crARN, există și un al doilea ARN pe care îl numește transactivare ARN CRISPR (tracrARN). De asemenea, arată că tracrRNA funcționează împreună cu crRNA pentru a ghida Cas9 către țintele sale.

2012: Oamenii de știință Emmanuelle Charpentier și Jennifer Doudna de la Universitatea din California la Berkeley demonstrează cum se utilizează CRISPR ca instrument de editare programabil care poate tăia orice fir de ADN in vitro.

2013: Cercetătorul Feng Zhang adaptează cu succes sistemul CRISPR-Cas9 pentru editarea genomului în celulele eucariote, pentru aceasta proiectează două gene ortologice diferite Cas9 și demonstrează clivajul specific al genomului în celulele umane și de șoarece.

Genomul bacteriilor este alcătuit din două catene de ADN circular, aceste catene fiind complementare una cu cealaltă. Când citim genomul care este de aproximativ 4 sau 5 milioane de litere, vedem o serie de repetări care se repetă de mai multe ori pe tot parcursul genomului și care sunt distanțate. Fiecare dintre aceste unități care se repetă se numește CRISPR, care sunt „Repetări scurte palindromice grupate și intercalate în mod regulat. Segmente scurte de ADN distanțier de la ADN-ul virusului bacteriofagului se găsesc după fiecare repetare. Foarte aproape de aceste repetări puteți găsi genele cas care codifică un tip de proteine ​​de nuclează care sunt executorii activității CRISPR.

Bacteriile, ca și oamenii, vor fi infectate de viruși, care vor recunoaște bacteriile prin receptori specifici de pe membrana lor. Virusul își va introduce materialul genetic în interiorul bacteriilor și va folosi propriile mașini ale bacteriei pentru a produce mii de particule virale, care vor sparge învelișul bacteriei și vor fi eliberate în mediu pentru a infecta altele. Bacteriile care supraviețuiesc atacului virusului vor salva un fragment de ADN de virus și îl vor încorpora ca distanțier în sistemul lor CRISPR-Cas și îl vor păstra generație după generație. Aceste distanțieri vor fi transcrise într-un ARN numit „ARN CRIPR” (crARN) care va acționa ca un ghid pentru proteina Cas și care se va lega de ADN-ul virusului invadator în cazul unei a doua infecții cu același virus.