Crispr Gene Editing Kan Meer Schade Aanrichten Dan Wetenschappers Dachten

{h1}

In 15 procent van de gevallen was cellulair dna zo vervormd dat de cellen hun functie verloren.

Net als een moleculaire ninja snijdt het gereedschap CRISPR-Cas9 voor genoombewerking door ultraspecifieke DNA-segmenten om ongewenste stukjes genetische code weg te snijden. Het is een precieze en veelbelovende methode van genetische bewerking die veel wordt gebruikt in wetenschappelijk onderzoek. En wetenschappers hopen dat het ooit gebruikt kan worden om selectief genen te verwijderen die leiden tot medische problemen zoals HIV, sikkelcelanemie en kanker.

Helaas suggereert een nieuwe studie die vandaag (16 juli) in het tijdschrift Nature Biotechnology is gepubliceerd, dat deze dag verder af kan zijn dan verwacht - en dat CRISPR's cellulair zwaardvechten veel meer secundaire schade tot gevolg kan hebben dan eerder werd gedacht.

Terwijl CRISPR werd gebruikt om het DNA in zowel muizen- als door de mens verkregen cellen te bewerken, ontdekten de auteurs van de studie dat grote delen van het DNA onbedoeld werden verwijderd, opnieuw gerangschikt en anderszins zo ernstig gemuteerd dat cellen verloren gingen in ongeveer 15 procent van de gevallen.

De studie biedt de meest systematische en ernstige afrekening van de potentiële genetische schade veroorzaakt door CRISPR manipulatie tot nu toe, zei studie auteur Allan Bradley, een senior groepsleider en directeur emeritus aan het Wellcome Sanger Institute in Engeland. En de resultaten kunnen reden zijn om het gebruik van de technologie in klinische settings te heroverwegen tot verder onderzoek kan worden gedaan, zei hij.

"CRISPR is niet zo veilig als we dachten," vertelde Bradley aan WordsSideKick.com. "Het DNA-reparatieproces is niet 100% waterdicht en er kunnen problemen zijn waar verder naar gekeken moet worden."

Kraken van de code (open)

Wanneer je je voorstelt aan het DNA, denk je waarschijnlijk aan een dubbele helix - een gedraaide, ladderachtige opeenvolging van letters die je genetische informatie dragen. Elke trede van de ladder bestaat uit twee gekoppelde nucleotiden (kleine organische moleculen) die bekend staan ​​als een basenpaar. Je complete genoom bevat ongeveer 3 miljard van deze basenparen, verdeeld over 23 paar chromosomen die in elke cel van je lichaam aanwezig zijn.

De precieze volgorde van deze basenparen vormt je unieke genetische code. Mutaties in deze code - bijvoorbeeld als een basenpaar ontbreekt of ondersteboven is - kunnen ertoe leiden dat verschillende genen hun functie verliezen, wat soms resulteert in genetische aandoeningen zoals cystic fibrosis, hemofilie en vele soorten kanker.

CRISPR is ontworpen om ultraspecifieke genetische defecten zoals deze te elimineren door gerichte DNA-sequenties door te snijden met een scalpelachtig enzym genaamd Cas9. Nadat Cas9 DNA op de aangewezen plek heeft verbroken, begint dat segment van het DNA zich vanzelf te herstellen. Via deze methode kunnen probleemgenen snel worden verwijderd en soms kunnen aangepaste genetische sequenties zelfs aan de breekplaats worden toegevoegd voordat het DNA zichzelf weer afdicht.

Eerdere studies van CRISPR hebben niet veel onverwachte genetische mutaties aangetoond veroorzaakt door deze precieze slicing-actie, maar die studies hebben er misschien niet hard genoeg naar gekeken, zei Bradley.

"De gevolgen van [CRISPR-geïnduceerde mutaties] kunnen letterlijk miljoenen baseparen zijn, weg van de break-site," zei Bradley.

In hun nieuwe onderzoek gebruikten Bradley en zijn collega's CRISPR om een ​​reeks muis-afgeleide stamcellen te bewerken en keken vervolgens systematisch naar de DNA-basenparen van de cellen, die verder en verder weg van de uitgesneden site liepen. Door deze nauwgezette aanpak ontdekten de onderzoekers dat ongeveer 15 procent van de onderzochte cellen zo gemuteerd waren dat ze hun functie verloren.

"In de eenvoudigste vorm zijn deze mutaties deleties van grote hoeveelheden DNA", zei Bradley (in sommige gevallen gingen duizenden DNA-basenparen verloren nadat ze door CRISPR werden gemanipuleerd). "Maar er zijn ook veel meer complexe versies."

Bradley bijvoorbeeld zei dat het team gevallen ontdekte waarbij sequenties van genetische code 'gecodeerd' waren of achterwaarts in de streng werden ingevoegd. In sommige gevallen werden lange sequenties van DNA die duizenden baseparen verwijderd hadden, per ongeluk in de CRISPR-knipplaats gestikt. In andere gevallen waren reeksen codes die niet in de buurt van de geknipte site waren - sommige lagen miljoenen baseparen verwijderd - op vergelijkbare wijze gemuteerd.

Na naar veel verschillende locaties langs het DNA van de cel te hebben gekeken, wendde het team zich vervolgens tot andere soorten cellen, inclusief van de mens afkomstige stamcellen die in het laboratorium waren gegroeid, om te zien of het schadepatroon werd herhaald. Hun observaties bleven consistent: ongeveer 15 procent van de CRISPR-gemanipuleerde cellen werden op dramatische manieren onbedoeld gemuteerd.

Een willekeurige snee

Uiteindelijk zijn de precieze gevolgen van deze mutaties moeilijk in te schatten, omdat verschillende soorten cellen verschillende operaties gebruiken om hun DNA te repareren.

"Omdat je een willekeurig reparatieproces hebt waarbij je je opnieuw bij DNA aansluit, denk ik dat alles mogelijk is als je naar miljarden verschillende gebeurtenissen kijkt," zei Bradley.

Wat betekent dit voor toekomstig CRISPR-onderzoek? Voor Bradley mogen de bevindingen van deze studie CRISPR-Cas9 niet in diskrediet brengen als een veelbelovend hulpmiddel voor genetisch onderzoek, maar wetenschappers moeten voorzichtig zijn als ze denken over het gebruik van de gene editing-tool in een klinische omgeving.

Maria Jasin, een onderzoeker van Memorial Sloan Kettering Cancer Center die niet betrokken was bij de studie, was het daarmee eens. "Deze studie toont aan dat verder onderzoek en specifieke tests nodig zijn voordat CRISPR-Cas9 klinisch wordt gebruikt," zei Jasin in een verklaring.

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Onderzoek


Smile Secrets: 5 Things Your Grin Reveals
Smile Secrets: 5 Things Your Grin Reveals

De Microben In Je Maag Maken Je Misschien Dik
De Microben In Je Maag Maken Je Misschien Dik

Science Nieuws


Devil'S Night: The History Of Pre-Halloween Pranks
Devil'S Night: The History Of Pre-Halloween Pranks

Hooggerechtshof Van Taiwan Ten Gunste Van Homohuwelijk
Hooggerechtshof Van Taiwan Ten Gunste Van Homohuwelijk

'Samenvoegen Tsunami' Amped Up Japan Vernietiging
'Samenvoegen Tsunami' Amped Up Japan Vernietiging

Waarom Zien We Sterren Wanneer We Niezen?
Waarom Zien We Sterren Wanneer We Niezen?

Drifting Antarctic Dunes Teken Van Veranderend Klimaat
Drifting Antarctic Dunes Teken Van Veranderend Klimaat


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com