哦,Caspr,你是如何发展的。从细菌免疫防御系统的一个模糊部分,你现在正在追踪治愈遗传疾病挫败超级蛋糕促进全球食品生产, 和消灭携带疾病的害虫

现在,最后,你已经准备好把你的手机茧脱落到一个自由的世界。

由于科学家成功地采用了用于哺乳动物细胞的基因编辑工具,因此Crispr已被阻隔在细胞膜后面。基因编辑技术通过剪除故障DNA的块并插入健康的替代品来执行其魔法。所有这些切割和粘贴的动作都必须在活细胞内发生 - 直到现在。

上个星期,一项研究在新铸造的Crispr杂志中,终于释放了它的蜂窝监狱的克里斯克。通过替换替代版本的“剪刀”组件,特拉华州基因编辑研究所的一支团队开发了一种新的CRISPR系统,可以在试管中捕获自由浮动的DNA。

为了帮助推动反应,管填充细胞提取物:酶的返回措施和其他生物分子对于CRISPR来说很重要。

那么大不了什么?

诊断奇迹

在细胞之外制造克里普尔特的工作可能看起来像一个奇怪的学术追求,但研究团队在开发系统时有两个坚实的目标。

首先,该工具让科学家同时使多个基因剪落,而先前的版本主要限于编辑单个基因内的DNA。这是个性化医学的好消息,尤其是癌症诊断;许多癌症在多个位点具有突变,其对各种治疗方式不同。

在尝试治疗之前,临床医生经常发送患者肿瘤的活检样本以进行DNA测序。这一关键步骤有助于将该组遗传突变放在驱动该特定肿瘤的生长或扩散的基因突变集。

通过新工具,科学家可以准确地模仿试管中的合成DNA的那些突变,基本上在安全,受控的环境中重新创建癌症。这使科学家能够获得受突变影响的生物途径,可以帮助临床医生钉住个性化的治疗战略。

甚至更令人印象深刻,这种类型的诊断可以在一天内完成。“这对于与癌症关怀相关的诊断尤其重要,其中时间至关重要,”研究作者Eric Kmiec博士。

KMIEC不是第一个Engision CRISPR作为诊断工具。事实上,人们甚至可以争辩说,在基因治疗外,诊断是CRISPL的下一个大边界。之前,两组介绍(厚颜无耻的名字)贬值和夏洛克测试可有效地捕获Zika,登革热或 - 在可能导致宫颈癌的危险HPV菌株的情况下捕获病毒。

但是,KmieC断言,他的发明需要“显着”更少的时间来重新承载身体外的癌症,主要是因为它能够同时制造多种编辑。

热量亮相:实现Crisp的潜在和盈利能力作为诊断工具,Kmiec及其同事已经寻找商业合作伙伴,将该技术开发成癌症诊断的“芯片上芯片”。

除了立即申请之外,该团队还希望将CRISPR治疗方法扩展到更广泛的人类疾病。目前的CRISPR工具是用于在单一基因中突变引起的疾病的理想候选者,例如镰状细胞病或亨廷顿。但是,因为Kmiec的作品同时靶向多种基因,所以它可能导致对多种基因上具有更复杂的遗传起源 - 多种突变的疾病的疗法 - 只要这些突变表现得很好。

通过看玻璃

将CRISPR分离为管子有另一个PERK:它允许科学家更清楚地阐明了在编辑之前,期间和之后发生的事情。并且随着CarrpRPRES涌向临床试验,知道如何使技术更准确和有效。

CRISPR已经实现了很多效果,但不舒服的事实是科学家们仍然无法完全确定它是如何运作的,这是如何进入一个细胞。该工具如何与单元格中的其他生物组件进行交互?它只捕获目标DNA,或者剪刀可以在某些情况下运行流氓吗?

“当你在牢房里面用Crispr,你有点在一个黑匣子里工作,你不能真正观察正在做这些惊人的东西的机器的齿轮,”Kmie王说。“你可以看到结果,对基因的编辑,但不一定如何到达那里,这对于确保可以安全地用于治疗患者来说是重要的。”

通过将CRISPR降低到试管内的一系列生化反应,该团队为科学家提供了一种方法,为科学家们提供了在DNA切割和交换期间和其他过程中继续进行的复杂分子相互作用。

这是一种纯粹的还原派方法。但它让无细胞的系统像一个Arduino这样的行为,由此科学家可以轻松地用已知的CRISPR机械修补,并且可能烹饪更多的用途,这是这种生物电动工具的更多用途 - 其中一些我们甚至不能想象。

交换

在开发无细胞系统时,基因编辑研究所的团队几乎立即遇到了麻烦。

问题儿童已成为Cas9,蛋白质剪刀通常用于CRISPR系统。当球队用质粒DNA混合它 - 一种圆形DNA,科学家们经常用于将基因递送到细胞中 - 在试管中,蛋白质完全无效。

诀窍是将CAS9与CPF1(AKA CAS12A)交换,另一个成长的CA蛋白库中的另一个成员。首次在2015年发现,CPF1已经证明了制备转基因小鼠并纠正导致肌营养不良的突变的有用性。最近,CPF1用于鳞片状的癌症导致病毒。蛋白质有一个看似光明的未来:基因编辑公司编辑许可2016年进一步发展。

交换是伎俩。为了帮助CRISPR系统,团队从一类人肾细胞中提取酶和生物分子。第一次,CRISPR-CPF1系统在试管内涌入动作。

在一系列实验中,该团队证明了他们的无细胞系统可以重新承载CRISPR在细胞内部执行的最常见的编辑。有趣的是,剪刀的工作与Cas9有些不同。

当Cas9剪切时,它会在切割的DNA上留下超光滑的“钝端”。这使得插入新的遗传物质更加困难。由于尽头是如此平滑,因此机器需要准确地对准替代DNA块以将其滑动到位。

相比之下,CPF1叶子“粘性”结束。这些DNA的碎片像肩部一样,形成一种魔术贴,使得更容易抓住替代DNA。这个Quirk可以是为什么CPF1在单元格外的CAS9工作,但该想法仍有待测试。

KMIEC的系统只是CRISPR的一个例子。由于Carprp继续成长,它的先驱说,你还没有看到。

图像信用:isak55./shutterstock.com.

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

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