Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Osaka, Japonya - Gen düzenleme tekniği CRISPR/Cas9, genetik hastalıklara neden olan mutasyonları düzeltmek için DNA'daki hassas ve etkili değişikliklere olanak tanırken, yanlışlıkla mutasyonlara neden olabilen bir sorun sunuyordu. Ancak Japonya'da yapılan yeni bir araştırmada, bu yanlışlıkla mutasyonları önemli ölçüde azaltan yeni bir gen düzenleme tekniği geliştirildi.

Nature Communications dergisinde yayınlanan bu yeni çalışma, Osaka Üniversitesi liderliğindeki araştırmacılar tarafından yürütüldü ve NICER adı verilen yeni bir teknik tanıttı. NICER, bir enzim olan bir nikaz tarafından tek DNA ipliğinde birden fazla küçük kesik oluşturulmasına dayanmaktadır.

Geleneksel CRISPR/Cas9 düzenlemesi, rehber RNA adı verilen küçük genetik kod parçaları ve Cas9 adı verilen bir enzim kullanır. Rehber RNA'lar belirli bir DNA bölgesini hedeflerken, Cas9 enzimi bu konumda çift sarmallı DNA yapısında bir kırık başlatır. Bu çift sarmallı kırık, DNA'da değişiklik yapmak için kilit bir adımdır. Ancak çift sarmallı kırıkların hücresel onarımı, yanlışlıkla DNA mutasyonlarına ve insan genomuna eksojen DNA entegrasyonuna yol açabilir, bu da CRISPR/Cas9 teknolojisinin klinik uygulamaları için güvenlik endişelerini artırır.

Bu istenmeyen mutasyonları en aza indirmek amacıyla Osaka Üniversitesi liderliğindeki araştırma ekibi, mutasyona neden olmadan genellikle onarılan tek iplikli kesikler veya "nicks" oluşturan Cas9 nikazının kullanımını inceledi.

Araştırmanın baş yazarı Akiko Tomita, "Her kromozomun genomda 'homolog' bir kopyası bulunur," dedi. "NICER tekniğini kullanarak, bir kromozomda mutasyon görünmesine rağmen homolog kopyasında bulunmayan heterozigot mutasyonlar, mutasyonsuz homolog kromozomunu bir şablon olarak kullanarak onarıldı."

Başlangıçtaki deneylerinde araştırma ekibi, bilinen bir TK1 geninde heterozigot bir mutasyona sahip insan lenfoblast hücrelerini kullandı. Bu hücreler, TK1 bölgesinde bir tek kesik oluşturmak için nikazla işleme tabi tutulduğunda, TK1 aktivitesi düşük bir hızda yeniden kazanıldı. Ancak nikaz, bu bölgede hem homolog kromozomlarda birden fazla nikel oluşturduğunda, gen düzeltme verimliliği yaklaşık olarak on yedi kat arttı.

Çalışmanın başyazarı Shinichiro Nakada, "Daha fazla genom analizi, NICER tekniğinin nadiren yanlışlıkla mutasyonlara neden olduğunu gösterdi," dedi. "Ayrıca, NICER'ın bileşik heterozigot mutasyonları içeren genetik hastalıklardan türetilen hücrelerde hastalığa neden olan genlerin ifadesini geri getirebildiğini bulmak bizi memnun etti."

NICER yöntemi, DNA çift sarmallı kırıkları veya eksojen DNA kullanmadığı için geleneksel CRISPR/Cas9 yöntemlerine güvenli bir alternatif sunmaktadır. NICER, heterozigot mutasyonlardan kaynaklanan genetik hastalıkların tedavisi için yeni bir yaklaşım olabilir.

Kaynak: eurekalert-org