Mayo Clinic (Rochester, USA) on kehittänyt menetelmän, jonka avulla tutkijan pyynnöstä voidaan kytkeä päälle ja pois kaikki elävän organismin geenit.
Nykyiset genominvalvontamenetelmät rakennetaan saman järjestelmän mukaisesti, mikä rajoittaa vakavasti niiden soveltamista: puhumme geeniaktiivisuuden tukahduttamisesta.
Helpoin tapa tehdä tämä on leikkaamalla DNA tällä geenillä entsyymillä, jotta geeni ei voi korjautumisen jälkeenkaan toimia. Tätä varten käytetään nukleaaseja, joissa on ns. Sinkkisormet - rakenneelementtejä, joilla on spesifisyyttä yhdelle tai toiselle nukleotidisekvenssille.
Mutta tällaisten "sinkkisormien" joukko on rajallinen, toisin sanoen kaikkia DNA-fragmentteja ei voida havaita niiden avulla. Morfoliinioligonukleotidit ovat vaihtoehto. Nämä ovat lyhyitä synteettisiä nukleotidiketjuja, joilla on ehdottomasti mikä tahansa haluamasi spesifisyys. Kiinnittymällä solu-DNA: han ne estävät tietyn geenin toiminnan. Tämän lähestymistavan haittana on väliaikainen toiminta: ennemmin tai myöhemmin geenin saarto poistuu itsestään.
Nature-lehdessä julkaistussa artikkelissa kirjoittajat kuvaavat kolmatta menetelmää, joka perustuu TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease) -nukleaasientsyymien käyttöön. Nämä ovat hybridiproteiineja, joista osa on otettu bakteereista. Bakteerifragmentti sitoutuu pieniin DNA-fragmentteihin; sen poikkeuksellisen vaihtelevuuden vuoksi se voidaan sovittaa tunnistamaan lähes kaikki DNA-sekvenssit. Toinen osa TALEN-molekyyliä on itse nukleaasi, joka tekee leikkauksia DNA: ssa.
Tähän asti TALENia on käytetty soluviljelmissä. Nyt tutkijat ovat pystyneet mukauttamaan tämän menetelmän kokonaisiin organismeihin. Raidallisen seeprakalan (Danio rerio) genomiin lisättiin geneettinen säädin, joka mahdollisti tietyn geenin kytkemisen päälle tai pois. Toisin sanoen käyttämällä spesifistä TALEN-nukleaasia, leikkaus tehtiin lähellä tutkijoita kiinnostavaa geeniä. Sitten tämä säätelynukleotidisekvenssi insertoitiin viiltoon muita entsyymejä käyttäen.
Sen jälkeen jäljellä oli vain painaa vipua, eli lisätä aineita, jotka kytkivät säätimen päälle tai pois päältä. On korostettava, että ensinnäkin TALENin käyttö sallii säätelysekvenssin viemisen "sivuttain" mihin tahansa geeniin, ja toiseksi tämä käsittely, kuten kirjoittajat osoittivat, voidaan suorittaa koko organismilla, ei pelkästään soluviljelmällä.
Uuden menetelmän (tai vanhan uuden muokkauksen mahdollisuuksia) on vaikea yliarvioida. Esimerkiksi on tärkeää tietää, mitä tietty geeni tekee koko elämän ajan, muuttuuko sen toiminta, toimiiko se edelleen jne. Tähän asti oli uskomattoman vaikea saada selville: tutkijat voisivat sammuttaa jotkut alkion vaiheessa, mutta sitä ei ollut mahdollista käynnistää uudelleen aikuisen organismissa. Jos mutaatio osoittautui kriittiseksi, alkio kuoli, minkä jälkeen pääteltiin, että geeni oli erittäin tärkeä alkion vaiheessa, mutta kukaan ei tiennyt, mitä sille tapahtui seuraavaksi.
Mainosvideo:
Ja nyt on mahdollisuus oppia perusteellisesti ikään liittyvät, niin sanotut, geenityön piirteet. Ja tämä ei ole puhumattakaan siitä, että kuvattua menetelmää käyttämällä on teoreettisesti mahdollista "kytkeä päälle" tai "sammuttaa" geenit, joiden väärä toiminta on vakavien perinnöllisten (eikä vain perinnöllisten) sairauksien perusta.