Mayo Clinic (Rochester, USA) har utvecklat en metod som tillåter, på forskarens begäran, att sätta på och stänga av gen i en levande organism.
De befintliga metoderna för genomkontroll är byggda enligt samma schema, vilket allvarligt begränsar deras tillämpning: vi pratar om att undertrycka genaktivitet.
Det enklaste sättet att göra detta är att skära DNA med denna gen med ett enzym så att genen inte kan fungera även efter reparation. För detta används nukleaser med så kallade zinkfingrar - strukturella element som har specificitet för en eller annan nukleotidsekvens.
Men uppsättningen av sådana "zinkfingrar" är begränsad, det vill säga att inte varje fragment i DNA kan detekteras med deras hjälp. Morfolinoligonukleotider är ett alternativ. Dessa är korta syntetiska nukleotidkedjor med absolut vilken specificitet du kan önska. Genom att binda till cellulärt DNA blockerar de aktiviteten för en viss gen. Nackdelen med detta tillvägagångssätt är tillfällig åtgärd: förr eller senare kommer blockaden från genen att lyftas av sig själv.
I en artikel publicerad i tidskriften Nature beskriver författarna en tredje metod baserad på användningen av TALEN (Transkriptionsaktivatorliknande effektornukleas) nukleasenzymer. Dessa är hybridproteiner, varav några tas från bakterier. Bakteriefragmentet binder till små DNA-fragment; på grund av dess extraordinära variation kan den anpassas för att känna igen nästan vilken DNA-sekvens som helst. En annan del av TALEN-molekylen är själva nukleaset, vilket gör nedskärningar av DNA.
Hittills har TALEN använts i cellkulturer. Nu har forskare kunnat anpassa denna metod till hela organismer. En genetisk regulator infördes i genomet av den randiga zebrafisken (Danio rerio) som gjorde det möjligt att slå på eller av en specifik gen. Det vill säga med hjälp av den specifika nukleasen TALEN gjordes ett snitt nära den gen som var intressant för forskare. Därefter infördes denna reglerande nukleotidsekvens i snittet med användning av andra enzymer.
Efter det var allt som återstod att trycka på spaken, det vill säga lägga till ämnen som slog på eller av regulatorn. Det bör betonas att för det första medger användningen av TALEN införandet av en reglerande sekvens "i sidled" till vilken gen som helst, och för det andra kan denna manipulation, som författarna har visat, utföras med hela organismen och inte bara med cellkulturen.
Det är svårt att överskatta utsikterna till en ny metod (eller en ny modifiering av en gammal, om du vill). Det är till exempel viktigt att veta vad en viss gen gör under hela livet, om dess funktion förändras, om den fortsätter att fungera, etc. Fram till nu var det oerhört svårt att ta reda på det: forskare kunde stänga av någon gen för en annan embryot, men det var inte möjligt att sätta på det igen i en vuxen organism. Om mutationen visade sig vara kritisk dog embryot, varefter man drog slutsatsen att genen var extremt viktig i embryonstadiet, men ingen visste vad som hände med det härnäst.
Kampanjvideo:
Och nu finns det en chans att grundligt lära sig de åldersrelaterade, så att säga, funktionerna i genernas arbete. Och detta är inte att nämna det faktum att det med hjälp av den beskrivna metoden är teoretiskt möjligt att "slå på" eller "stänga av" gener, vars felaktiga aktivitet är grunden för allvarliga ärftliga (och inte bara ärftliga) sjukdomar.