Modificirana tehnologija CRISPR u službi epigenetike

Image credit:Matt Forsythe


Već sam objašnjavala kakva je to metoda editovanja gena CRISPR/Cas 9 i šta su to epigenetičke promjene nasljednog materijala. Ukratko, za one koji nemaju vremena da pogledaju detaljnije na linkove u hipertekstu koje sam ostavila, CRISPR/Cas 9 je najmodernija tehnika mijenjanja genetičkog materijala pomoću enzima pronađenih u bakterijama. Sistem CRISPR /Cas 9 je nešto kao "imunološki sistem" bakterija koji bakterije štiti od bakteriofaga, virusa koji napadaju bakterije i "ubacuju" svoj genetički materijal u bakterije. Pomoću ovog sistema, bakterije su u mogućnost da ubačenu virusnu sekvencu izrežu iz svoje DNK i DNK obnove normalnom sekvencom. 

Za CRISPR se zna tek odnedavno, a prije koju godinu su naučnici shvatili da pomoću enzima Cas 9 i ciljane sekvence mogu izrezivati i mijenjati tj. editovati DNK bilo kojeg organizma tj. da CRISPR/Cas 9 nije striktno specifičan za bakterije. Na taj način se brže i efikasnije može mijenjati DNK i promjene je moguće raditi bez da se unose strani geni, oni iz drugih organizama, kako je to do sada bio običaj u genetičkom inženerstvu u eri tzv. transgenetičkih organizama.

Epigenetičke promjene su, kako sam prije pisala, promjene koje imaju utjecaja na ekspresiju gena. Naime, geni se kod eukariotskih organizama nalaze na hromosomima, tjelašcima sačinjenim od DNK i proteina histona tj. sastoje se od tvari zvane hromatin. Hromosomi su u nukleusu stanice obično "opušteni" te se kondenzuju pri staničnoj diobi. Onda kada je hromatin opušten, tada može doći do prepisivanja genetičke informacije sa DNK na RNK, jer je sekvenca, gen, dostupna za prepisivanje. Međutim, kada je hromatin kondenziran, transkripcija nije moguća jer gen nije "dostupan". Ovu "otkrivenost" ili "sakrivenost" nekog gena regulišu epigenetički mehanizmi, dakle nešto što se nalazi "na površini" genetičkog materijala. Dodavanje metilne skupine, CH3 - , na specifične dijelove hromatina mijenja strukturu hromatina i on mijenja stanje (opušteno ili kondenzirano). Ako se neki gen zbog toga nađe u opuštenom regionu, on se može prepisivati, a ako je u kondenzovanom regionu, onda nema prepisivanja. Ipak, ne treba misliti kako je opuštanje uvijek dobro, a kondenziranje hromatina uvijek negativno - ako je opušten region na kojem je neki mutirani gen koji uzrokuje rak (onkogen) tada je situacija prilično loša, ili ako je na kondenziranom mjestu neki gen koji šifrira neki protein potreban za reparaciju DNK, situacija je opet loša. Međutim, veliki problem za ovu mladu nauku, epigenetiku, jeste to što se ne zna tačno uloga metilacija na specifičnim pozicijama.




Dakle, kakva je veza između CRISPR i epigenetičkih promjena? 

CRISPR tehnika je modifikovana tako da se pomoću nje mogu dodavati ili uklanjati metilne skupine sa specifičnih dijelova DNK, što će naučnicima omogućiti da testiraju kako ove promjene utječu na ekspresiju gena. Cas 9 komponenta tehnike tj, enzim je modificirana tako da se veže na određeni dio DNK, ali da je pri tome ne siječe. Zatim naučnici rade spajanje Cas 9 sa specifičnim enzimima koji su odgovorni za dodavanje ili uklanjanje metilnih skupina (enzimi metilaze/metiltransferaze). Zapravo, Cas 9 je neka vrsta "vodiča", "šerpasa" za ove enzime. 

 Ova modificirana CRISPR će naučnicima omogućiti bolji uvid u efekte epigenetičkih promjena na specifičnim pozicijama te će biti jedna od alatki pri mapiranju epigenoma. 

Rad o ovome je objavljen u časopisu Cell, u septembru 2016, pod naslovom "Editing DNA Methylation in the Mammalian Genome".

Primjedbe

Objavi komentar

Popularni tekstovi

Frka oko Jablaničkog jezera

Slika
Jablaničko jezero trenutno, izvor: Al Jazeera Balkans Pošto vidim da su svi bijesni sa ovim oko Jablaničkog jezera: jeste, ružna je slika. Međutim, koliko ja shvatam i koliko sam se raspitivala kod ljudi su na jezeru, Elektroprivreda i uprava akumulacije su morale to uraditi da ne bi došlo do presušivanja u donjim tokovima, Akumulacija je vlasništvo Elektroprivrede i nije prirodni ekosistem. Pustinja koju ste vidjeli na uskukalim snimcima Al Jazeere će se obnoviti uz malo sreće, ako bude snijega i kiša. Nemojte previše plakati za populacijom smuđa - to nije riba koja pripada slivu Neretve. Unesen je u Jablaničkom početkom osamdesetih, a to su uradili nesavjesni ribari. Ispalo je da je smuđ kompeticija autohtonoj i endemičnoj neretvanskoj mekousnoj pastrmci koja je potisnuta. Ipak, ribolovci su uporno nastavljali poribljavanje smuđem. Nažalost, nakon ovoga, populacija smuđa je uništena, kao i drugih riba, a kako je smuđ, pored šarana, postao praktično jedina riba u jezeru, t...
Pročitajte više

Kreacionizmi i inteligentni dizajn: infantilni pristup nauci kao "rješenje" za sva pitanja čovječanstva

Slika
Da, bila sam na predavanjima Tomislava Terzina koja je prošle sedmice održao u Sarajevu. Smatram da je biti na predavanju nekoga ko zastupa poziciju kreacionizma ili inteligentnog dizajna kulturološki kuriozitet te da svako ko se ozbiljno bavi pisanjem o nauci mora vidjeti i to čudo jer jednostavno, morate vidjeti sa čim se suočavate, a ne na slijepo konstatovati stavove ljudi koji imaju ovakvu poziciju. Naime, ima mnogo kreacionizama i inteligentih dizajna i glup je potez jedne optuživati za ideje koje brane druge frakcije.  Dakle, prvo malo o Terzinu. Kao prvo nije nimalo nesimpatičan - blag je, pastozan, mogao bi biti sjajan pop. Ako ga zamišljate kao ekscentrika a la Semir ili da je nekakav  psycho - razočaraću vas. Kada priča o genetici, strukturi DNK, restriktivnim enzimima, rekombinatnoj DNK, predavanja su mu tačna, jasna i bez nekih prevelikih pojednostavljenja. Ipak, čovjek je molekularni biolog. Zanimljivo je da je on više na strani inteligentnog dizajn...
Pročitajte više

O serološkim testovima na COVID-19 (prisustvo antitijela)

Slika
Dakle šta se to testira takozvanim serološkim testovima - testovima antitijela i da li možete preći granicu sutra kada se otvore sa tim testom kao dokazom?  Velike je rasprave i svađe izazvala vijest da će se u Republici Srpskoj raditi testovi na COVID-19 koji koštaju 200KM, a u FBiH privatne klinike nude testove od 60KM. Ova drastična razlika u cijeni je zbog toga što se radi o različitim tipovima testova koji daju potpuno različite informacije.  RT-PCR ili RT-qPCR testovi su oni najvažniji dijagnostički testovi, oni o kojima je bilo riječ na početku pandemije - ovo su testovi koji pokazuju imate li trenutno virus. Testovi antitijela -serološki ne traže virus, nego reakciju našeg organizma na virus. Ta reakcija su proteini koje prozvode B-limfociti tj. neke potklase B-limfocita.  Dakle, jednom kada neki antigen (recimo virus, ali antigeni ne moraju biti patogeni, može se raditi i o polenu) dođe u naš organizam, organizam reaguje pokušavajući ukloniti ta...
Pročitajte više