Studiul reparării ADN-ului crește perspectivele pentru tehnologia de editare a genelor

Cercetătorii de la Universitatea Princeton au dezvoltat o nouă metodă pentru a profila activitatea genelor celulare implicate în corectarea daunelor ADN și au aplicat metoda pentru a aduce îmbunătățiri tehnologiilor de editare a genomului.
Capacitatea de a edita genomul prin modificarea secvenței ADN din interiorul unei celule vii deține o promisiune enormă pentru tratamentul bolilor. Cu toate acestea, tehnologiile existente de editare a genomului duc frecvent la mutații nedorite sau nu pot introduce nicio modificare. Aceste probleme au împiedicat domeniul să-și atingă potențialul maxim. Noi cercetări conduse de cercetători de la Universitatea Princeton, detaliază o metodă nouă, numită Repair-seq, care dezvăluie în detaliu modul în care funcționează instrumentele de editare a genomului.

„Știm de mult timp că mecanismele implicate în repararea ADN-ului rupt sunt esențiale pentru editarea genomului. Însă, astfel de procese sunt incredibil de complexe și, prin urmare, adesea greu de clarificat”, a spus autorul principal al studiului, Britt Adamson, profesor asistent în Departamentul de Biologie Moleculară de la Universitatea Princeton.

Pentru a repara ADN-ul, celulele folosesc multe mecanisme diferite, fiecare implicând seturi de gene care lucrează împreună în căi distincte. Repair-seq permite cercetătorilor să probeze contribuția acestor căi la repararea leziunilor specifice de ADN prin profilarea simultană a modului în care sute de gene individuale afectează mutațiile produse la locurile deteriorate. Cercetătorii pot genera apoi modele mecaniciste de reparare a ADN-ului și pot afla cum este influențată editarea genomului.

Cercetătorii și-au aplicat metoda la una dintre cele mai frecvent utilizate abordări de editare a genomului, CRISPR-Cas9, care folosește nucleaza bacteriană Cas9 pentru a tăia ambele catene ale moleculei de ADN dublu catenar, creând leziuni numite rupturi dublu-catenar.

Experimentele au generat o cantitate enormă de date. Analiza datelor a produs o hartă a modului în care diferitele căi de reparare a ADN-ului sunt legate de anumite tipuri de mutații induse de Cas9. Bazându-se pe o istorie bogată de cercetare în domeniu, analiza cercetătorilor a descoperit căi care erau deja cunoscute și a identificat altele noi, care, împreună, evidențiază complexitatea enormă și multitudinea de sisteme implicate în repararea ruperii duble-catenare.

Separat, o echipă condusă de David Liu de la Universitatea Harvard a dezvoltat un sistem de editare a genomului numit „editare primară”, care nu se bazează pe crearea de rupturi dublu-catenari. Oamenii de știință au descoperit că proteinele din calea de reparare a nepotrivirii ADN afectează capacitatea de a obține modificările dorite cu editarea primară. Ei au arătat apoi că inhibarea sau evitarea acestei căi a îmbunătățit în mod dramatic eficiența și acuratețea rezultatelor editării prime.

sursa: Science Daily
foto: Image by Caitlin Sedwick for the Princeton University Department of Molecular Biology