Mayo Clinic (Rochester, USA) har utviklet en metode som tillater, på forespørsel fra forskeren, å slå på og av ethvert gen i en levende organisme.
De eksisterende metodene for genomkontroll er bygget i henhold til samme oppsett, som alvorlig begrenser deres anvendelse: vi snakker om å undertrykke genaktivitet.
Den enkleste måten å gjøre dette på er ved å kutte DNA med dette genet med et enzym, slik at genet ikke kan fungere selv etter reparasjon. For dette brukes nukleaser med de såkalte sinkfingrene - strukturelle elementer som har spesifisitet for en eller annen nukleotidsekvens.
Men settet med slike "sinkfinger" er begrenset, det vil si at ikke hvert fragment i DNA kan oppdages med deres hjelp. Morfolinoligonukleotider er et alternativ. Dette er korte syntetiske nukleotidkjeder med absolutt hvilken spesifisitet du måtte ønske deg. Ved å feste seg til cellulært DNA blokkerer de aktiviteten til et bestemt gen. Ulempen med denne tilnærmingen er midlertidig handling: før eller senere vil blokaden fra genet løftes av seg selv.
I en artikkel publisert i tidsskriftet Nature, beskriver forfatterne en tredje metode basert på bruk av TALEN (Transkripsjonsaktivatorlignende Effektor Nuklease) nukleaseenzymer. Dette er hybridproteiner, hvorav noen er hentet fra bakterier. Bakteriefragmentet binder seg til små DNA-fragmenter; på grunn av sin ekstraordinære variasjon, kan den tilpasses til å gjenkjenne nesten hvilken som helst DNA-sekvens. En annen del av TALEN-molekylet er selve nukleasen, som kutter DNA.
Til nå har TALEN blitt brukt i cellekulturer. Nå har forskere klart å tilpasse denne metoden til hele organismer. En genetisk regulator ble satt inn i genomet til den stripete sebrafisken (Danio rerio) som tillot et spesifikt gen å slå på eller av. Det vil si at ved å bruke den spesifikke nukleasen TALEN ble det gjort et snitt nær genet av interesse for forskere. Deretter ble denne regulatoriske nukleotidsekvensen satt inn i snittet ved hjelp av andre enzymer.
Etter det var det bare å trykke på spaken, det vil si å legge til stoffer som slo regulatoren på eller av. Det skal understrekes at for det første tillater bruken av TALEN innføring av en regulatorisk sekvens "sidelengs" til ethvert gen, og for det andre kan denne manipulasjonen, som forfatterne viste, utføres med hele organismen, og ikke bare med cellekulturen.
Det er vanskelig å overvurdere utsiktene til en ny metode (eller en ny modifikasjon av en gammel, hvis du vil). For eksempel er det viktig å vite hva et bestemt gen gjør gjennom hele livet, om dets funksjon endres, om det fortsetter å fungere, etc. Til nå var det utrolig vanskelig å finne ut: forskere kunne slå av noe gen for et annet stadium av embryoet, men det var ikke mulig å slå det på igjen i en voksen organisme. Hvis mutasjonen viste seg å være kritisk, døde embryoet, hvoretter det ble konkludert med at genet var ekstremt viktig på det embryonale stadiet, men ingen visste hva som skjedde med det neste.
Kampanjevideo:
Og nå er det en sjanse til å grundig lære de aldersrelaterte, så å si, funksjonene i genenes arbeid. Og dette er ikke å nevne det faktum at ved hjelp av den beskrevne metoden er det teoretisk mulig å "slå på" eller "slå av" gener, hvis feil aktivitet er grunnlaget for alvorlige arvelige (og ikke bare arvelige) sykdommer.
