Quantum of Science

U stočarstvu, mužjaci nisu baš omiljeni - traže se životinje koje daju mlijeko, jaja, potomstvo. Zato se, nažalost mnogo mužjaka ubija.  U poljoprivredi, mliječna industrija zahtijeva ženke, i kao rezultat toga, svake se godine oko 95.000 muške teladi su ubije u UK, 200.000 u Njemačkoj i 500.000 u Australiji. Također, i u nekim studijama se proučavaju jedinke laboratorijskih životinja samo određenog spola. Recimo u studijama raka dojke i jajnika potrebne su ženke. Sada su naučnici pomoću CRISPR tehnologije u mogućnosti da dobiju samo muško ili samo žensko potomstvo.  Naravno naučnici su i prije imali metode da djeluju na spol potomstva, recimo mogu izdvajati spermatozoide prema tome koji spolni hromosom imaju jer se razlikuju u masi (X hromosom je veći). I već je tehnologija CRISPR upotrijebljena da bi se djelovalo na spol potomstva - izraelski naučnici su dobili leglo miševa u kojem su 4 individue od 5 bile ženke. Naučnici s Francis Crick Instuta u Velikoj Britaniji su pove...

  Osim vakcina, jedna od stvari koje bi bile jako korisne u borbi s virusom koji izaziva COVID-19 bilo bi i pronalaženje terapije. Razvoji terapija protiv ovog virusa uglavnom su išli u smjeru istraživanja postojećh supstanci ili stvaranja novih koje bi imale sposobnost onemogućavanja replikacija SARS-CoV-2 ili stvaranje terapija antitijelima, što je zapravo jedan širi oblik imunizacije. Međutim, jedan novi koncept terapija također pokazuje obećavajuće rezultate. Radi se o tehnologiji uređivanja gena zvanoj CRISPR, koja se već pokazala korisnom za testiranje na virus .  U studiji, objavljenoj u Nature Communications pod naslovom " Reprogrammed CRISPR-Cas13b suppresses SARS-CoV-2 replication and circumvents its mutational escape through mismatch tolerance "  pokazano je kako sistem CRISPR sekvence i pratećeg enzima koji ima sposobnost izrezati RNK (ili DNK) na nekom mjestu mogu utišati gen potreban virusu da se replicira. Naučnici iz Australije, predvođeni s dr. Moham...

Naučnici su koristili  CRISPR tehnologiju za stvaranje prvih genetički modificiranih oposuma. Naučnici s  RIKEN centra u Japanu  su uklonili gen odgovoran za pigment krzna i oka kod sivih kratkorepih oposuma ( Monodelphis domestica ) kako bi stvorili leglo albino oposuma.  Nadaju se da će svojom tehnikom steći uvid u u ove tobolčare i proučiti imunološki sistem i uobičajene bolesti poput raka kože. Zapravo, žele od oposuma dobiti model-oganizam na kojem će moći proučavati niz stvari, poput uloga nekih gena. Međutim, iako bi opsumi bili zgodan materijal za istraživanja, genetičko manipulisanje njihovim genomom se ispostavilo teže nego što su naučnici mislili. Za razliku od miševa, ženke oposuma proizvode sloj mukusa i proteina oko svojih jajnih stanica, što čini da im je, s aspekta uređivanja gena gotovo pa nemoguće prići, a time i mijenjati njihovu DNK . Japanski naučnici su savladali ove poteškoće i objavili kako su uradili seriju promjena kod oposuma u  Curren...

CRISPR je "It" tehnologija zadnje dekade i ko zna šta će se sve postići s ovom metodom editovanja gena. Pomoću ovog sistema moguće je izrezati mutirani gen koji je odgovora za neku nasljednu bolest, i zamijeniti ga ispravnom kopijom. Čak inačice ove tehnologije mogu utišati neki gen, promijeniti njegovu aktivnost i ekpresiju gena i njegovog produkta -proteina. Međutim, većina eksperimenata s CRISPR je na kulturama stanica. Za sada, na ljudima se ova tehnologija koristila jedino za pokušaje terapije srpaste anemije 2020. te ranije u jednom pokušaju kineskog naučnika He Jiankuia da izmijeni jedna gen kod embrija, koji je uspio, ali je završio skandalom, pošto se takve stvari na embrijima koji će biti rođeni još ne smiju raditi . Naime, kod ove tehnologije postoji mogućnost da se isiječe i neki drugi gen, mimo mete i zato postoji oprez prema upotrebi ove tehnologije na ljudima. Međutim, postoje i oni koji se usuđuju da CRISPR-om izmijene mutirane gene kod ljudi.  Liječenje CRIS...

Naučnici s Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Univerziteta Kalifornija u San Francisku (UCSF) smislili su alternativnu tehnologiju tehnologiji CRISPR koja mijenja ekspresiju gena bez oštećenja DNK, a vjeruju da bi mogla biti korisna i za istraživanje i za razvoj lijekova. Naime, standardni CRISPR - Nobelovom nagradom ovjenčana tehnologija koja koristi bakterijske sisteme borbe s virusima, da bakterije izrežu virusne sekvence, iako se pokazala efikasnom i na eukariotskim stanicama, poput ljudskih, još uvijek sa sobom nosi jednu manu, a to su tzv. "off-target" isijecanja kada enzim u sistemu CRISPR-Cas djeluje neselektivno i na neke druge dijelove genoma, osim onih na kojima bismo mi željeli da načini isijecanje.  Naučnici su koristili novi sistem, nazvan CRISPRoff tj. CRISPRon, kako bi potaknuli pluripotentne matične stanice da se transformiraju u neurone. Također su ga koristili za utišavanje gena koji stvara protein Tau, koji je povezan s nastankom Alzheimerove bo...

Posljednja decenija je bila obilježena rađanjem jedne sasvim nove alatke za rad s genetičkim materijalom, CRISPR-Cas9 (i drugi CRISPR-Cas sistemi). Ova tehnologija editovanja genoma u zapećak je bacila druge metode, i donijela Doudni i Charpentier Nobelovu nagradu 2020. Već se pokušavaju raditi genske terapije na ljudima primjenom ove tehnologije, i pokušavaju se liječiti neke vrlo teške bolesti, poput distrofije i nekih vrsta nasljednih anemija i poremećaja hemoglobina, kakve su beta talasemija i anemija srpastih stanica. Osobe s beta-talasemijom imaju nizak nivo proteina hemoglobina, koji se nalazi u eritrocitima i vezuje kisik, što dovodi do slabosti i iscrpljenosti. Bolest nastaje usljed mutacija koje dovode do promjena u beta lancima hemoglobina, što na kraju dovodi i do manje produkcije hemoglobina.  Osobe s bolešću srpastih stanica stvaraju neispravan oblik proteina, što rezultuje crvenim krvnim zrncima koja su u obliku srpa, a ne bikonkavna. Ovakvi eritrociti blokiraju krvn...

  Izvor slike: Euronews Tehnologija CRISPR koja služi za uređivanje genoma i izrezivanje gena, a koja je bila zvijezda ovogodišnjih objava imena dobitnika Nobelovih nagrada, temelj je novog testa na koronavirus za koji je potrebno svega 5 minuta. Jennifer Doudna i Emmanuelle Charpentier su dvije naučnice koje će ove godine podijeliti Nobelovu nagradu za hemiju. Njihovo otkriće da se pomoću malih sekvenci nukleinskih kiselina enzim iz porodice Cas enzima, koji siječe DNK na tačno određenom mjestu može koristiti kao „molekularne makaze“ u svega osam godina je unaprijedilo područje biomedicine brzinom koju je teško uporediti sa bilo čime drugim. Osim za uređivanje genoma, ova tehnologija se počinje koristiti i za jedan od gorućih problema čovječanstva danas: pandemiju COVID-19 i njenu kontrolu. CRISPR dijagnostika je jedan od puteva ubrzavanja testiranja i poboljšanja kontrole pandemije. Za novi tip testova neće biti potrebna skupa oprema, a trajaće oko 5 minuta. CRISPR testovi ...

Izvor: UC Berkeley CRISPR-Cas sistem, koji se prirodno nalazi u mnogim prokariotima (bakterijama, naširoko se koristi kao alat za uređivanje genoma. CRISPR nizovi u bakterijskom genomu, porijeklom iz genoma invazivnih virusa koji napadaju bakterije, koriste se za stvaranje CRISPR RNK koja upravlja enzimom Cas za uništavanje ponovljenih napadača virusa. Suštinski, ovaj sistem predstavlja odbranu bakterija od virusa koji napadaju bakterije - bakteriofaga.  Otkako je prije koju godinu došlo do otkrića da se ovaj sistem može koristiti za uređivanje genoma drugih vrsta, uključujući i čovjeka, naučnici pokušavaju da ga usavrše, da alat učine preciznijim. Nedavno je otkriven neočekivano kompaktan sistem CRISPR-Cas u neobično velikim bakteriofazima, zvanim "Biggiephages". Mali enzimi iz ovih velikih virusa omogućuju da se sistem za uređivanje gena CRISPR - Cas provuče u stanice i cilja široki spektar genetičkih sekvenci - što bi moglo pomoći u lakšoj manipulaciji ...

Naučnici su koristili tehnologiju uređivanja genoma CRISPR-Cas9 kako bi stvorili prozirne lignje. Ovo je ujedino i prva upotreba CRISPR tehnike kod glavonožaca, klase morskih beskičmenjaka. Glavonošci imaju velike mozgove, složeno ponašanje i neurone koji izravno kontrolišu promjenjive obrasce šara na njihovoj koži,što ovim bićima omogućava kamuflažu.  Zbog toga što imaju tako visokorazvijen nervni sistem lignje bi se mogle korisiti kao model organizam u neurobiologiji. Joshua Rosenthal iz Pomorskog biološkog laboratorija u Woods Holeu, Massachusetts, i njegovi kolege koristili su CRISPR-Cas9 za uklanjanje gena zvanog TDO iz embriona obalne lignje Doryteuthis pealeii . Protein kodiran genom  TDO zove se triptofan 2,3 dehidrogenaza i odgovoran je za postojanje pigmenta u očima ovih beskičmenjaka  i u hromatoforama - stanicama koje mijenjaju boju te omogućuju da se glavonošci stapaju sa svojom okolinom.  Izbacivanje TDO gena učinilo je životinje transparentnim. CR...

Američka uprava za hranu i lijekove (US Food and Drug Administration- FDA) izdala je odobrenje za hitnu upotrebu za novi test na SARS-CoV-2  koji koristi prednosti CRISPR tehnologije za editovanje gena. Djeluje programiranjem CRISPR tehnologije, koji mogu primiti određene genetičke sekvence, kako bi detektovali isječak genetičkog materijala SARS-CoV-2 iz uzorka. Test može dati rezultate za oko sat vremena, navodi kompanija koja pravi ove testove,  Sherlock Biosciences .  Naučnici kažu da bi široka upotreba ovog kita mogla pomoći u povećanju obima ispitivanja. Još ne znamo koliko je ovaj test dobar u poređenju s PCR testovima.  Programiranjem CRISPR sekvence, možemo detektovati isječak genetičkog materijala SARS-CoV-2 u brisu nosa, usta ili grla ili tekućini iz pluća. Ako se nađe genetički materijal virusa- njegova RNK, jedan enzim stvara fluorescentni sjaj. Dosadašnji testovi su bazirani na RT-PCR tehnologijama detekcije virusnog genetičkog mate...

Stanice imunološkog sistema koje su izmijenjene tehnikom CRISPR date su u trima osobama s uznapredovalim karcinomom i nije došlo  do ozbiljnih nuspojava. Ovo je prvo takvo ispitivanje u SAD-u, a ujedno i prvo ispitivanja CRISPR metode u terapiji raka čiji su rezultati objavljeni.  Naučnici se nadaju kako će korištenjem CRISPR tehnike uređivanja gena pomoći u tretnamnu raka. Imunološke stanice imaju sigurnosni prekidač, nazvan PD-1, a koji kancerozne stanice mogu iskoristiti kako bi izbjegle imunološke napade. U ovom ispitivanju, tim naučnika  je uklonio imunološke stanice kod tri osobe koje imale  imale tumore s istim proteinima na površini kanceroznih stanica. Koristili su jedan virus za dodavanje gena da bi imunološke stanice ciljale ovaj protein. Zatim su pomoću CRISPR izbrisana tri gena, uključujući  i PD-1 . Nakon šest sedmica, stanice su vraćene u pacijente i u njima su preživjele najmanje 9 mjeseci. Brisanje gena koji omogućavaju sakrivanj...

Naučnici sa Švicarskog federalnog instituta za tehnologiju u  Zürichu   ( ETH  Zürich) uspjeli su poboljšati CRISPR tehnologiju editovanja gena tako da se pomoću nje istovremeno mogu editovati desetine, pa čak i stotine gena.  Rad je objavljen 12. avgusta 2019. u  Nature Methods  pod naslovom " Multiplexed genome engineering by Cas12a and CRISPR arrays encoded on single transcripts ". CRISPR-Cas 9 je, sama po sebi revolucionarna tehnika kojom još učimo vladati i mogla bi biti sredstvo liječenja nekih nasljednih bolesti i poremećaja. Mnogo puta sam pisala o njoj, a osnovne informacije o tome šta možete naći ovdje .  CRISPR-Cas metoda zahtijeva enzim poznat kao Cas i malu RNK molekulu. Sekvenca  nukleobaza služi kao "adresa", usmjeravajući enzim sa najvećom preciznošću na njegovu "metu" u genomu - tj. na određeno mjestu u hromosomima.  Najjednostavnije, to je sistem "makaza"-enzima i sekvenci-vodiča nukleinskih kisel...

By Marina Muun for TED ideas Jedan od modifikovanih oblika terapije CRISPR-om se pokazao kao dobar pristup u tretmanu fragilnog X kod miševa. Radi o miševima koji su posebno modifikovani kako bi poslužili kao model za istraživanje sindroma fragilnog X. Inače, sindrom fragilnog X hromosoma je jedan od najčešćih uzroka mentalne zaostalosti, a do njega dolazi usljed funkcionalne oštećenosti gena  FMR1 , koji kodira protein  fragile X mental retardation protein-FMRP,  važan za razvoj sinapsi, a  koji se nalazi na dugom kraju X-hromosoma. Radi se o tome da se jedan dio na ovom genu (CGG trinukleotid) previše puta ponavlja: kod osoba sa normalnim FMR1 genom, ovaj dio se ponavlja 5-44 puta, dok se kod osoba sa ovim sindromom ponavlja čak oko 200 puta. Ova ponavljanja preko mehanizma metilacije dovode do "utišavanja" FMR1 gena, što dovodi do nedostatka njegovog produkta, spomenutog proteina važnog za razvoj sinapsi.  Najčešće se prenosi sa majki na s...

Genske terapije pomoću CRISPR mehanizma još dugo neće biti dozvoljene za upotrebu na ljudima. Naime, ova tehnika o kojoj sam pisala na više mjesta , ima neke mane i još uvijek se razvijaju protokoli kako da se ublaže ove mane. Recimo, jedna od mana ovog sistema su i off-target promjene na genomu, kada pokušavajući da izrežemo ili modificiramo neki gen ili njegovu ekspresiju, slučajno djelujemo i na neki ne-ciljani dio genoma.  Međutim, dva rada, objavljena 11. juna 2018. u Nature Medicine pokazuju kako bismo, radeći sa CRISPR Cas9 sistemom genske terapije, mogli favorizirati stvaranje tumora. Prvi rad, pod naslovom " p53 inhibits CRISPR–Cas9 engineering in human pluripotent stem cells ", objavio je tim naučnika iz Novartisa, a drugi, pod naslovom, " CRISPR–Cas9 genome editing induces a p53-mediated DNA damage response ", tim iz Karolinska instituta. p53 je protein kojeg kodira gen TP53 , a koji ima veliku ulogu u supresiji tumora tako što "s...

Ljeto nije vrijeme kada nauka spava, a pogotovo ne kada CERN spava: početkom jula je objavljeno kako je otkriven Xi barion , jedna vrlo neobična čestica. Ovaj hadron se sastoji od težih kvarkova - od 2 čarobna i 1 gornjeg kvarka. S obzirom da su kompozitne čestice sastavljene od težih kvarkova vrlo nestabilne, tako ih je teže pronaći, jer se raspadnu. To je razlog zašto su nama najpoznatiji hadroni - neutron i proton - sačinjeni isključivo od lakših kvarkova. Proton ima 2 gornja i 1 donji kvark, dok je kod neutrona suprotno: on ima 2 donja i 1 gornji kvark.  Queensland University of Technology objavljuje da su razvili prvu genetički modificiranu bananu, sa povećanim sadržajem vitamina A.  NASA-ina letjelica Juno pravi snike iz blizine Jupiterove velike mrlje.  I onda - paf! - naučnici nas upozoravaju kako je započela šesta masovna ekstinkcij a živog svijeta na Zemlji, kojoj smo mi doprinijeli te da se Ledeni greben Larsen C odvaja od Antarktika , ...