Príomh-chomhthionól: DNA isteach gan crómasóim a ghearradh

Le fada an lá, bhí eagarthóireacht ghéanóim níos oiriúnaí do cheartúcháin bheaga ná do shleachta móra DNA nua a chur isteach. Is féidir le teicneolaíochtaí amhail prime editing litreacha géiniteacha aonair a athscríobh le cruinneas máinliachta, ach bíonn deacracht acu de réir mar a éiríonn an t-athrú atá ag teastáil níos faide. Idir an dá linn, braitheann go leor modhanna chun lasta DNA níos mó a chomhtháthú ar an dá shnáithe de chrómasóm a ghearradh d’aon ghnó, cur chuige cumhachtach ach garbh a d’fhéadfadh scriosadh, atheagruithe nó foircinn DNA a cheangal go mícheart a chur faoi deara. Déanann páipéar de chuid Nature a foilsíodh an 16 Meán Fómhair cur síos ar mhodh darb ainm prime assembly a líonann an bhearna seo: úsáideann sé innealra prime editing chun DNA a sholáthraítear ón taobh amuigh a chomhtháthú agus atheagruithe móra crómasómacha a chruthú, gan briseadh dúbailte shnáithe arna spreagadh ag núicléáis a chruthú d’aon ghnó.

Ag múineadh cleasanna nua d’eagarthóir seanbhunaithe

Oibríonn prime editing caighdeánach ar nós feidhm bhitheolaíoch chuardaigh agus athsholáthair. Ag áit a shocraítear roimh ré, déanann próitéin Cas9 mhionathraithe scoilt bheag i snáithe amháin de DNA, agus cóipeálann einsím ar a dtugtar tras-scríbhín droim ar ais teimpléad gearr ó RNA treorach go díreach isteach sa chrómasóm. Tá an cur chuige galánta maidir le ceartúcháin ar litir aonair agus le hionsuithe beaga, ach ní éiríonn chomh maith leis le lasta níos mó toisc go gcaithfidh an RNA treorach an teimpléad iomlán a ionchódú, agus éiríonn síntí níos faide éagobhsaí (an páipéar bunaidh ar prime editing).

Roinneann prime assembly an obair ar bhealach eile. Déanann an t-eagarthóir scoilt bheag i snáithe amháin fós agus scríobhann sé seichimh ghearra isteach sa chrómasóm, ach feidhmíonn na seichimh sin anois mar phointí nasctha do phíosa níos mó DNA deontóra a sholáthraítear ar leithligh. Treoraíonn an RNA treorach an áit a dtarlaíonn an comhtháthú; is é an DNA deontóra a iompraíonn an t-ábhar a chuirtear isteach. Toisc nach ndéanann Cas9 ach snáithe amháin a ghearradh go beag, seachas an dá shnáithe a ghearradh tríd, seachnaíonn an modh na rioscaí a bhaineann le crómasóm a ghearradh ina dhá leath (Nature).

Tá tábhacht leis an idirdhealú seo ar chúis eile freisin. Braitheann go leor modhanna chun ionsuithe móra a dhéanamh ar dheisiú faoi threoir homalóige, próiseas ceallach atá teoranta den chuid is mó do chealla atá ag roinnt go gníomhach. Léirigh an fhoireann go n-oibríonn prime assembly i gcealla nach bhfuil ag roinnt agus i gcealla daonna príomha, an cineál cealla a bhailíonn taighdeoirí go díreach ó othair seachas iad a fhás gan teorainn sa saotharlann. Is spriocanna deacra don eagarthóireacht atá bunaithe ar chomhtháthú iad go leor de na cineálacha cealla is mó ar mhaith le cliniceoirí iad a chur in eagar — cealla imdhíonachta áirithe nó fíocháin nach mbíonn ag roinnt ach go hannamh (Nature).

An méid a léirigh siad gur féidir leis a dhéanamh

Tuairiscítear sa pháipéar trí chatagóir d’ionramháil an ghéanóim: athchódú eacsóin, trasghéin a chur isteach, agus atheagruithe géanómacha ar scála meigeabháis. Is fiú stopadh ar feadh nóiméid le hathchódú eacsóin a mhíniú. Is eacsón mír amháin de ghéin a ionchódaíonn cuid de phróitéin. Eascraíonn go leor galar géiniteach as sócháin atá scaipthe ar fud an eacsóin chéanna. Seachas ceartúchán saincheaptha a dhearadh do gach malairt, d’fhéadfadh athsholáthar an eacsóin iomláin le cóip tagartha shláintiúil cur ar chumas dearadh móilíneach amháin aghaidh a thabhairt ar shócháin iolracha sa réimse sin (Nature). Léiríodh an cumas seo i gcealla; níor léiríodh gur cóireáil é d’aon ghalar.

Tá roinnt straitéisí eile ann cheana féin le haghaidh comhtháthaithe gan briseadh dúbailte shnáithe. Comhordaíonn TwinPE dhá RNA treorach ar shnáitheanna urchomhaireacha (Nature Biotechnology). Suiteálann PASTE suíomh athchomhcheangail agus earcaíonn sé integráis (Nature Biotechnology). Úsáideann recombináis Bridge ceimic atá faoi threoir RNA agus atá go hiomlán difriúil (Nature). D’fhoilsigh foireann ar leith modh ar a dtugtar "prime assembly" freisin in Nature Biotechnology i mí Lúnasa, agus úsáideann an modh sin straitéis ghaolmhar ach éagsúil (Nature Biotechnology). Níor cuireadh aon cheann de na cur chuige seo i gcomparáid faoi choinníollacha comhionanna, agus mar sin is róluath iad a rangú de réir éifeachtúlachta nó cháilíocht an táirge.

Is é an meascán seo a leanas a fhágann go seasann toradh Nature i mí Mheán Fómhair amach: spriocdhíriú in-ríomhchláraithe, lasta seachtrach ó mheánmhéid go méid mór, feidhmiú i gcealla nach bhfuil ag roinnt, agus léiriú an mhodha i gcealla daonna príomha.

Cad a chiallaíonn sé, agus cad nach gciallaíonn sé

Toradh saotharlainne piarmheasúnaithe atá anseo. Níor cuireadh cóireáil ar aon othar agus níl aon sonraí sábháilteachta i ndaoine ann. Níor cainníodh fós cruinneas an táirge ag suíomh na heagarthóireachta, comhtháthú lasmuigh den sprioc ná rioscaí fadtéarmacha sa taifead atá ar fáil. Laghdaíonn gan briseadh dúbailte shnáithe a chruthú guais aitheanta amháin; ní fhágann sé sin go bhfuil an próiseas saor ó earráidí.

Tá prime assembly tar éis DNA a sholáthraítear ón taobh amuigh a chomhtháthú agus atheagruithe móra crómasómacha a chruthú i gcealla nach bhfuil ag roinnt agus i gcealla daonna príomha, gan briseadh dúbailte shnáithe arna spreagadh ag núicléáis a chruthú d’aon ghnó. Thosaigh prime editing amach mar uirlis le haghaidh ceartúcháin bheaga. Léiríonn an obair seo gur féidir leis tabhairt faoi thascanna tógála a raibh gearrthacha níos garbha ag teastáil ina leith roimhe seo. Is tionscadal ar leith agus níos faide é an cumas sin a thabhairt isteach sa leigheas, ach tá an cumas a léiríodh fíor agus nua.