Yeni bir çalışmada, North Carolina Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, bir organizmanın DNA’sının büyük parçalarını, transpozon adı verilen bencil genetik “otostopçular” ile ilişkili CRISPR-Cas sistemlerine dayalı olarak yeniden yazmak için – sadece düzenlemek değil – bir dizi moleküler aracı karakterize ediyor.
Araştırmacılar, çeşitli Tip IF CRISPR-Cas sistemlerini araştırıyor ve bir bakteride istenen değişiklikleri yapmak için transpozonun kargosuna genetik kargo (en fazla 10.000 ek genetik kod harfi) eklemek üzere mühendislik yapıyor. (E. coli.)
Bulgular, CRISPR araç kutusunu genişletiyor ve terapötik, biyoteknoloji ve daha sürdürülebilir ve verimli tarımda esnek genom düzenlemeye ihtiyaç duyulan bir zamanda bakteri ve diğer organizmaların manipülasyonunda önemli etkilere sahip olabilir.
Bakteriler, virüsler gibi düşmanlardan gelen saldırılara karşı koymak için adaptif bağışıklık sistemleri olarak CRISPR-Cas’ı kullanır. Bu sistemler, bilim adamları tarafından çeşitli organizmalardaki belirli genetik kod dizilerini çıkarmak veya kesmek ve değiştirmek için uyarlanmıştır.
Yeni bulgu, katlanarak daha büyük miktarlarda genetik kodun taşınabileceğini veya eklenebileceğini ve potansiyel olarak CRISPR’nin işlevselliğini artırabileceğini gösteriyor.
“Doğada, transpozonlar, hayatta kalmalarına yardımcı olmak için bencilce bir organizmanın genomu etrafında hareket etmek için CRISPR sistemlerini birlikte seçti. NC State’de Todd R. Klaenhammer Seçkin Gıda, Biyolojik İşleme ve Beslenme Bilimleri Profesörü ve araştırmayı açıklayan bir makalenin ilgili yazarı Rodolphe Barrangou, bazı işlevleri yerine getirmek için tasarladığımız genetik kargo etrafında hareket ediyor.
Barrangou, “Bu yöntemi kullanarak, DNA parçalarını 10.000 harfe kadar hareket ettirerek genom mühendisliği yapabileceğimizi gösterdik.” Dedi. “Doğa bunu zaten yapıyor – biyoinformatik veriler, transpozon tabanlı CRISPR sistemleri tarafından hareket ettirilen 100.000’e kadar genetik harfin örneklerini gösteriyor – ancak şimdi bu sistemi kullanarak onu kontrol edebiliyor ve tasarlayabiliyoruz.
“Otostop benzetmesini tamamlamak için, otostopçuyu, araba varış noktasına vardığında bir tür yük teslim etmek için arabaya belirli bagaj veya yük getirecek şekilde tasarlıyoruz.”
NC Eyaleti yüksek lisans öğrencisi ve çalışmanın ilk yazarı Avery Roberts, “Test ettiğimiz tüm sistemlerin, onları yerel biyolojik formlarından genom düzenleme araçlarına yeniden yapılandırdıktan sonra işlevsel olduğunu bulmak heyecan vericiydi” dedi. “Bu sistemlerin yeni özelliklerini ortaya çıkardık, ancak alan hızlı bir şekilde hareket ettikçe muhtemelen daha birçok ilgili bulgu ve uygulama gelecektir.”
Araştırma yöntemin aynı anda farklı transpozonlarla kullanılabileceğini de gösterdi
Barrangou, “Daha tanıdık Tip II Cas-9 sistemi gibi diğer CRISPR sistemlerinde olduğu gibi, tek bir gen yerine, bir organizmaya yepyeni bir dizi işlevi dahil etmek için tüm metabolik yolu getirebiliriz” dedi. söz konusu. “Gelecekte bu, örneğin bitkilere daha esnek hastalık direnci veya kuraklık direnci sağlamak anlamına gelebilir.”
Syngenta Seeds’in küresel tohum araştırma başkanı Gusui Wu, “Bu bulgular bizi heyecanlandırıyor ve daha dayanıklı, daha yüksek verimli çeşitlerin gelişimini hızlandırmak için ekin bitkilerinde yeni keşfedilen bu sistemleri uygulama potansiyelini görüyoruz” dedi.
Barrangou ve Wu, bu çalışmadaki çalışmanın, bilimsel keşifleri yönlendiren ve yarının işgücünü eğiten kamu-özel ortaklıklarına harika bir örnek sunduğunu ekliyor.
Nükleik Asitler Araştırması. Finansman Syngenta Seeds tarafından sağlandı. Makalenin ortak yazarları arasında NC State yüksek lisans öğrencisi Avery Roberts ve eski NC State Ph.D. öğrenci Matthew Nethery.