Captura imagistica a enzimei folosite in editarea genetica
Pentru prima oara, cercetatorii au reusit obtinerea unor imagini 3D la un nivel atomic a enzimei Cas9 inainte si dupa segmentarea ADN-ului. Aceasta reusita este importanta intrucat ofera cercetatorilor o intelegere mai buna a procesului de editare genetica.
Oamenii de stiinta au tot incercat imbunatatirea tehnologiei CRISPR, o platforma de editare genetica care foloseste enzima Cas9 pentru a taia si modifica cu precizie portiuni din ADN. Datorita acestor imagini, cercetatorii au acum mai multe informatii despre functionalitatea enzimei, ceea ce le permite sa creeze versiuni modificate pentru a tinti gene specifice. Imaginile si informatiile legate de Cas9 au fost publicate in Nature Structural and Molecular Biology.
CRISPR reprezinta un instrument de editare genetica care permite cercetatorilor sa indeparteze genele nedorite sau material genetic din ADN si sa adauge o secventa dorita in gena pentru a-i schimba functia sau pentru a-i regla activitatea. CRISPR foloseste o enzima numita Cas9 care are rolul de foarfeca pentru a taia o secventa specifica a ADN-ului. Odata ce s-a efectuat taierea in orice parte a ADN-ului, celula uneste inapoi cele doua capete ale ADN-ului.
Conform autorului corespondent al acestui studiu, Miljan Simonovic, unul dintre marile obstacole care au prevenit dezvoltarea si imbunatatirea tehnologiei de editare genetica folosind Cas9 a fost lipsa de imagini ale enzimei dupa ce s-a efectuat taierea ADN-ului. Asta inseamna ca cercetatorii nu au avut informatii complete despre schimbarile suportate de enzima pentru a efectua reactia.
Imaginile au fost obtinute folosind microscopia crio-electronica
Imaginile produse anterior pentru a evidentia Cas9 au folosit tehnologia de cristalografie cu raze X, insa acest tip de abordare are limitari. Pentru a captura diferitele stadii ale enzimei cercetatorii au folosit o forma inactiva Cas9 sau au creat structuri cristaline in conditii ce nu permit segmentarea ADN-ului. Astfel s-au putut produce imagini ale enzimei doar inainte de efectuarea taierii.
Simonovic a mentionat faptul ca cercetatorii interesati fie in modificarea activitatii Cas9, fie in crearea unor enzime diferite care ar putea fi mai eficiente in anumite conditii, nu au avut la dispozitie informatiile complete, astfel progresul in acest domeniu a fost mai lent decat s-ar fi dorit.
Pentru a observa enzima Cas9 in timp ce interactiona cu ADN-ul a fost necesara o tehnica noua de imagistica. Astfel s-a ales microscopia crio-electronica sau crio-ME care poate captura imagini ale moleculelor in conditii care sunt asemanatoare mediului lor natural.
Folosind aceasta tehnica noua de imagistica cercetatorii au reusit sa surprinda enzima in 3 stadii diferite. Prima imagine arata enzima inainte de initierea taierii. A doua imagine a fost efectuata imediat dupa taiere, iar a treia imagine a aratat enzima in timp ce se deplasa de la locul segmentat.
Laboratorul Subramaniam a fost primul care a reusit generarea unei imagini de rezolutie atomica folosind microscopia crio-electronica. In ultimii ani, acestia au initiat folosirea crio-ME pentru a vizualiza o varietate de proteine, inclusiv enzime metabolice si receptori cerebrali.
Acest articol este de natura informativa si nu inlocuieste un consult medical specializat.
www.despre-medicina.ro, proprietarul cat si colaboratorii sai nu pot fi considerati raspunzatori pentru niciun prejudiciu/pierdere de orice fel.
Surse:
