Twin Prime Editing to nowa metoda edycji genów, która pozwala na pracę z dłuższymi sekwencjami DNA

Naukowcy coraz lepiej rozumieją mechanizmy naprawy DNA

Jak twierdzą naukowcy z Broad Institute of MIT i Harvardu, Twin Prime Editing (twinPE) może być najlepszą i najbezpieczniejszą metodą edycji kodu DNA.

W badaniu opublikowanym 9 grudnia 2021 r. w Nature Biotechnology zespół z Harvardu i MIT opisał szczegółowo swoją nową metodę edycji genów – twinPE.

Polega ona na wykonaniu dwóch, sąsiadujących ze sobą edycji wstępnych w celu wprowadzenia większych sekwencji DNA w określonych miejscach genomu, zachowując przy tym bardzo małą liczbę niechcianych i ubocznych zmian w całości kodu.

Reklama

Twórcy tej metody twierdzą, że ma ona największy potencjał, jeśli chodzi o wykorzystanie jej w ramach terapii genowej do wprowadzania poprawnie działających genów w miejsce zmutowanych bądź brakujących instrukcji w bezpieczny i ukierunkowany sposób.

Twierdzenie to zostało podparte doświadczeniem praktycznym. Naukowcy wykazali potencjał terapeutyczny twinPE, edytując w ludzkich komórkach gen powiązany z zespołem Huntera, rzadkim zaburzeniem genetycznym. Choroba ta jest spowodowana inwersją określonego odcinka DNA o długości 40 tys. par zasad.

Czytaj również: Powstaje narzędzie do edycji genów. Ma być konkurencją dla CRISPR

Zespół wykorzystał twinPE do wprowadzenia inwersji o podobnej długości w tym samym miejscu genomu, pokazując, jak można wykorzystać tę metodę do skorygowania mutacji wywołującej chorobę.

Największą zaletą metody twinPE jest możliwość edycji długich sekwencji DNA

Oryginalna metoda prime editiong pozwalała na edycję kodu o maksymalnej długości 100 par zasad. Metoda twinPE rozwiązuje ten problem, dzięki wykorzystaniu dwóch nici RNA, które kierują edycją. Każda z tych dwóch nici kieruje białkiem edycyjnym tak, aby tworzyło jednoniciowe nacięcie w DNA w różnych docelowych miejscach genomu System następnie syntetyzuje dwie nowe komplementarne nici DNA zawierające pożądaną sekwencję pomiędzy dwoma nacięciami. Stosując to podejście, zespół był w stanie wstawić, zastąpić lub usunąć sekwencje o długości do około 800 par zasad.

Aby edytować jeszcze dłuższe sekwencje, naukowcy wykorzystali swój podwójny system edycji początkowej, aby zainstalować „miejsca lądowania” w genomie dla enzymów zwanych rekombinazami, które katalizują integrację DNA w określonych miejscach genomu. Następnie zespół potraktował komórki enzymem rekombinazy i wprowadził do genomu długie fragmenty DNA. Połączenie enzymów twinPE i rekombinazy umożliwiło naukowcom edycję sekwencji o długości tysięcy par zasad, czyli tyle ile wynosi długość całych genów.