LINUX.ORG.RU

Про системы редактирования генома

 


0

1

Периодически слышу о том, что CRISPR/Cas9 невозможно довести до клинического применения из-за неустранимой нецелевой активности на участках, отличающихся от целевого одним или несколькими нуклеотидами. И каждый раз вспоминаю про хэширование. Были ли попытки найти решение, которое реализует некий химический аналог хэш-функции, чтобы избежать вырезания нецелевых участков? Какие проблемы есть на этом пути?

Cast DNA_Seq

★★

А Линукс тут при том, что он совсем ни при чём?

MimisGotAPlan ()

Ссылки на статьи с описанием проблемы - в студию!

ncrmnt ★★★★★ ()

CRISPR — это изначально система из бактериального иммунитета; технология редактирования — это очень простая надстройка. По сути ты засовываешь в клетку бактериальный белок, необходимые нуклеотидные шаблоны, они прилипают к геному по принципу комплементарности, а потом бактериальный CAS9 все сам делает.

На текущем уровне развития биотехнологий мы очень условно понимаем, как работают белки, и как-то разумно поменять CAS9 не представляется возможным. Сделать, чтобы ДНК лучше прилипала мы тоже не можем, это определяется фундаментальными свойствами нуклеотидов.

Биотехнологи только и умеют, что синтезировать короткие молекулы или применять белки, которые были обнаружены в каких-то организмах (упрощаю чуть-чуть).

Так что ответ — нет, красивая и простая идея из computer science, скорее всего не сработает; например никто не понимает как сделать аналог hash-функции в терминах биотехнологии. Если сработает, то вполне допускаю нобелевку :)

P.S. Вполне возможно все в конце решится каким-то простым изменением условий проведения реакции или добавлением дополнительного шага. Работа по этой теме кипит.

Davidov ★★★★ ()
Последнее исправление: Davidov (всего исправлений: 1)

Знаю о теме только из разного рода статей, вот мои рассуждения на эту тему: если правки персонифицированы, каждый пациент предварительно проходит секвенирование генома, то, вероятно, можно предсказать местонахождение и количество таких непреднамеренных правок, выработать какой-то допустимый предел.

Sadler ★★★ ()

CRISPR-Cas это самая точная из систем редактирования генома. Нет, химически реализовать контрольные суммы невозможно, так как придется превращать ферменты в арифметически-логические устройства с памятью.

DNA_Seq ★★☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от DNA_Seq

Нет, химически реализовать контрольные суммы невозможно, так как придется превращать ферменты в арифметически-логические устройства с памятью.

А как же успехи с DNA computing? И я говорю не про буквальную реализацию конкретных алгоритмов, а про аналогию, т. е. биохимический процесс, при котором отличие отличие даже одного нуклеотида в цепочке приведет к неработоспособности выполняющего разрезание белка.

shatsky ★★ ()
Ответ на: комментарий от shatsky

А как же успехи с DNA computing?

А там есть успехи?

при котором отличие отличие даже одного нуклеотида в цепочке приведет к неработоспособности выполняющего разрезание белка.

Чем длиннее цепочка тем больше вероятность неспецифического взаимодействия. Проблема в том что геномы эукариот слишком большие, а значит цепочки должны быть длинными (20-30 букв). В таком случае единичные несовпадения не помешают работе белка, так как белки обычно связываются с ДНК участками до одного оборота спирали (10 букв), типичный сайт узнавания ДНК-рестриктазы например - 6 букв. Cas9 обходит это ограничение используя в качестве «паттерна» фрагмент РНК нужной длины, но тут вылазит термодинамическое ограничение - чтоб при температуре 37 градусов два фрагмента ДНК/РНК образовали двойную спираль достаточно 10-15 совпадающих букв, при температуре 60 градусов - уже 20-25. Отсюда и неспецифическое прилипание фермента.
Очень точно можно встраивать фрагменты рекомбинацией, но проблема в том что вероятность рекомбинации довольно низкая. Если допустим модифицируешь дрожжи или человеческие клетки в культуре это не проблема - непрорекомбинировавшие клетки можно убить и размножить только нужные. Так даже вероятность успеха в 10^-6 пойдет на ура, так как достаточно одной клетки.
Потом появились менее точные, но более активные системы, вроде TALEN, эти уже пытались использовать в терапии - даже если протрансформируется 10% клеток, то работающая на 10% поджелудочая железа это лучше чем вообще ничего.
А вот CRISPR-Cas позволяет трансформировать уже порядка 80% клеток, что позволяет вернуть работоспособность целым органам, отсюда и ажиотаж.

DNA_Seq ★★☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от ncrmnt

А там нет ничего такого что через таможню тащить нельзя. Более того, оно даже пошлинами не облагается. Хотя да, могут возникнуть вопросы по веществам, лучше приложить описание.
Вот только смысл покупать кит, когда все можно купить по отдельности? Большая часть изображенного на фото - одноразовый пластик и посуда. Из оборудования узнал очень простую и очень дешевую центрифужку, набор пипеток-дозаторов и дешевую форезную камеру с гребенками для заливки гелей. Не понял что за хренотень поверх которой защитные очки лежат.

DNA_Seq ★★☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от DNA_Seq

Там культуры бактерий, их вроде точно нельзя пересылать. И там список точный.

Cas9 and tracrRNA plasmid crRNA plasmid Template DNA E. coli HME63 strain

как мне подсказали - с этим будут самые большие проблемы.

ncrmnt ★★★★★ ()
Последнее исправление: ncrmnt (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от ncrmnt

Бактерии могут и не доехать. Особенно если это компетентные клетки - даже если доедут компетентность скорее всего потеряют если не перевозятся на сухом льду. Хотя сделать компетентные клетки при наличии штамма несложно - хлорид кальция продается в аптеках, а остальное (автоклав, питательные среды и тд) и так понадобится.
За консультацией лучше к Dorif обращаться, он дома кухню поднимал.

DNA_Seq ★★☆☆☆ ()
Закрыто добавление комментариев для недавно зарегистрированных пользователей (со score < 50)