_ Cercetările oamenilor de știință privind Editarea ARN-ului luminează posibilele tratamente care salvează vieți pentru bolile genetice

O echipă de la Universitatea de Stat din Montana a publicat luna aceasta cercetare care arată cum ARN-ul, vărul chimic apropiat cu ADN-ul, poate fi editat folosind CRISPR. Lucrarea dezvăluie un nou proces în celulele umane care are potențialul de a trata o mare varietate de boli genetice.

Cercetătorii postdoctorali Artem Nemudryi și Anna Nemudraia au condus cercetarea alături de Blake Wiedenheft, profesor la Departamentul de Microbiologie și Celulă. Biologie la Colegiul de Agricultură din MSU. Lucrarea, intitulată „Repair of CRISPR-guided ARN breaks enables site-specific ARN excision in human cells”, a fost publicată online pe 25 aprilie în revista Science și constituie cel mai recent progres în explorarea continuă a echipei a aplicațiilor CRISPR pentru inginerie genetică programabilă. .

CRISPR, care înseamnă Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, este un tip de sistem imunitar pe care bacteriile îl folosesc pentru a recunoaște și a lupta împotriva virușilor. Wiedenheft, unul dintre cei mai importanți cercetători CRISPR ai națiunii, a spus că sistemul a fost folosit de ani de zile pentru a tăia și edita ADN-ul, dar că aplicarea unei tehnologii similare la ARN este fără precedent.

Editarea ADN-ului folosește o proteină asociată CRISPR. numit Cas9, în timp ce editarea ARN-ului necesită utilizarea unui alt sistem CRISPR, numit tip III.

„În munca noastră anterioară, am folosit CRISPR de tip III pentru a edita ARN viral într-o eprubetă”, a spus Nemudryi. „Dar ne-am întrebat, putem programa manipularea ARN-ului într-o celulă umană vie?”

Pentru a explora această întrebare, echipa a programat proteinele CRISPR de tip III pentru a tăia ARN-ul care conține o mutație care provoacă fibroza chistică, restabilind funcția celulei.

„Am fost încrezători că putem folosi aceste sisteme CRISPR pentru a tăia ARN-ul într-o manieră programabilă, dar am fost cu toții surprinși când am secvențiat ARN-ul și am realizat că celula a cusut ARN-ul înapoi împreună. într-un mod care a eliminat mutația”, a spus Wiedenheft.

Nemudryi a remarcat că ARN-ul este tranzitoriu în interiorul celulei; este în mod constant distrus și înlocuit.

„Convingerea generală este că nu prea are rost să reparați ARN”, a spus el. „Am speculat că ARN-ul va fi reparat în celulele umane vii și s-a dovedit a fi adevărat.”

Wiedenheft i-a îndrumat pe cei doi cercetători postdoctorali de la sosirea lor la MSU în urmă cu aproape șase ani și a spus că impactul contribuțiilor lor științifice va duce la progrese semnificative și continue.

„Lucrările efectuate de Artem și Anna sugerează că repararea ARN-ului ar putea fi un aspect fundamental al biologiei și că valorificarea acestei activități poate duce la noi remedii salvatoare. ”, a spus Wiedenheft. „Artem și Anna sunt doi dintre cei mai străluciți oameni de știință pe care i-am întâlnit vreodată și sunt încrezător că munca lor va avea un impact de durată asupra umanității.”

Editarea ARN are aplicații importante în căutare. pentru tratamente ale bolilor genetice, a spus Nemudryi. ARN-ul este o copie temporară a ADN-ului unei celule, care servește ca șablon. Manipularea șablonului prin editarea ADN-ului ar putea provoca modificări colaterale nedorite și potențial ireversibile, dar deoarece ARN-ul este o copie temporară, a spus el, editările făcute sunt în esență reversibile și prezintă mult mai puțin risc.

„Oamenii au folosit Cas9 pentru a sparge. ADN-ul și studiază modul în care celulele repară aceste rupturi. Apoi, pe baza acestor modele, au îmbunătățit editorii Cas9”, a spus Nemudraia. „Aici, sperăm că același lucru se va întâmpla cu editarea ARN-ului. Am creat un instrument care ne permite să studiem modul în care celulele își repară ARN-ul și sperăm să folosim aceste cunoștințe pentru a face editorii ARN mai eficienți”.

În noua publicație, echipa arată că o mutație care provoacă fibroza chistică poate fi îndepărtată cu succes din ARN. Dar aceasta este doar una dintre miile de mutații cunoscute care provoacă boli. Întrebarea despre câți dintre ei ar putea fi abordați cu această nouă tehnologie de editare a ARN-ului va ghida munca viitoare pentru Nemudryi și Nemudraia, pe măsură ce își termină formarea postdoctorală la MSU și se pregătesc pentru posturi de facultate la Universitatea din Florida în această toamnă. Ambii l-au creditat pe Wiedenheft drept un mentor care ne-a schimbat viața.

„Blake ne-a învățat să nu ne fie frică să testăm nicio idee”, a spus Nemudraia. „Ca om de știință, ar trebui să fii curajos și să nu-ți fie frică să eșuezi. Editarea și repararea ARN-ului este terra incognita. Este înfricoșător, dar și incitant. Simți că lucrezi la marginea științei, împingând limitele acolo unde nimeni nu a fost înainte."

(Fluierul)