Élő állatokban végez hatékony genomszerkesztéseket a müncheni műegyetem

A Technische Universität München (TUM – a müncheni műegyetem) kutatói bemutatták, hogyan lehet hatékonyan tanulmányozni a betegségekkel szembeni ellenálló képesség molekuláris mechanizmusait vagy a haszonállatok biogyógyászati kérdéseit.

A kutatók most már képesek meghatározott génmutációkat bevezetni egy kívánt szervbe, vagy akár meglévő géneket korrigálni anélkül, hogy minden egyes célgénhez új állatmodelleket kellene létrehozniuk. Ez csökkenti a kutatáshoz szükséges állatok számát...

A CRISPR/Cas9 – írja az egyetem tájékoztatása alapján a sciencedaily.com – lehetővé teszi a kívánt génmanipulációkat, mivel a DNS-információ átírására szolgáló eszköz. Ezzel a módszerrel gének inaktiválhatók, vagy célzottan módosíthatók. A CRISPR/Cas9 rendszer két komponensből áll.

A gRNS (guide RNS) egy rövid szekvencia, amely specifikusan kötődik a módosítandó gén DNS-szegmenséhez. A Cas9 nukleáz, a tulajdonképpeni „génolló” a gRNS-hez kötődik, és elvágja a cél-DNS megfelelő szakaszát. Ez a vágás aktiválja a javító mechanizmusokat, amelyek inaktiválhatják a génfunkciókat, vagy beépíthetnek specifikus mutációkat.

Egészséges csirkék és sertések integrált génollóval

„A létrehozott állatok a génollót, a Cas9 fehérjét is magukkal hozzák. Így már csak a vezető RNS-eket kell bejuttatnunk, hogy olyan állatokat kapjunk, amelyek meghatározott genetikai jellemzőkkel rendelkeznek” – magyarázza Benjamin Schusser, a TUM szaporodás-biotechnológiai professzora. „Ezeknek az állatoknak a kezdeti generálása körülbelül három évig tartott.

A Cas9 most már az állatok fejlődésének minden szakaszában használható, mivel a szervezet minden sejtje állandóan rendelkezik a Cas9 fehérjével. Ezt a technikát sikeresen tudtuk alkalmazni csirkeembriókban és élő sertésekben is”.

A kutatók által előállított egészséges csirkék és sertések tehát minden vizsgált szervben rendelkeznek a Cas9 nukleázzal. Ez különösen hasznos az orvosbiológiai és mezőgazdasági kutatásokban.

Analitikai eszköz a vírusos vagy daganatos betegségek elleni küzdelemben

A sertéseket azért használják az emberek betegségmodelljeként, mert anatómiájuk és fiziológiájuk sokkal jobban hasonlít az emberéhez, mint az egereké (jelenleg ez a gyakori betegségmodell). Így egy módosított sertés segíthet jobban megérteni az emberi rákkeltés mechanizmusát. Az emberekre vonatkozó potenciális új kezelések is tesztelhetők állatmodelleken.

„A Cas9 jelenléte miatt a sejtekben a folyamatok jelentősen felgyorsulnak és egyszerűsödnek” – mondja Angelika Schnieke, a TUM állattenyésztési biotechnológiai professzora. „A Cas9-cel felszerelt állatok lehetővé teszik például a tumor szempontjából releváns gének célzott inaktiválását és a rák kialakulásának szimulálását.”

A Cas9-es sertések és csirkék segítségével a kutatók közvetlenül az állatban tesztelhetik, mely gének játszhatnak szerepet olyan tulajdonságok kialakulásában, mint például a betegségekkel szembeni ellenálló képesség. „A CRISPR/Cas9 rendszer mechanizmusa a DNS-vírusokkal történő fertőzések elleni küzdelemben is hasznos lehet. A kezdeti sejtkultúrás kísérletek azt mutatták, hogy ez már működik a madárherpeszvírus esetében” – mondja Prof. Schusser.

Fontos erőforrás az orvosbiológiai és mezőgazdasági kutatások számára

Prof. Schnieke megjegyzi: „Cas9-et expresszáló csirkéink és sertéseink innovatív erőforrást jelentenek a genomszerkesztés számára, de ezen túlmenően ezek az állatok más kutatócsoportok számára is rendelkezésre állnak. Ezért az élő állatokban végzett hatékony genomszerkesztés jelentős előrelépést hozhat az orvosbiológiai és mezőgazdasági kutatásokban.”