Genowy skalpel

Ta nowa dziedzina biologii molekularnej może okazać się skuteczna w usuwaniu mutacji w genomach. Do tej pory prym w niej wiodła technika CRISPR-Cas9 (zob. „TP” 08/2016 i powszech.net/crispr), potocznie nazywana molekularnymi nożyczkami. Nie jest ona jednak tak dokładna, jak technika opisana w ubiegłym tygodniu na łamach „Nature”.

Jeżeli CRISPR-Cas9 porównujemy do nożyczek, to wykorzystany w nowej metodzie enzym ABE7.10 działa jak skalpel neurochirurga – jest tak precyzyjny. Podstawowymi elementami strukturalnymi i funkcjonalnymi DNA są cztery nukleotydy: adenina (A), tymina (T), guanina (G) i cytozyna (C). Tworzą one ściśle zdefiniowane pary: A zawsze łączy się z T, a G zawsze z C. Ta zasada jest fundamentem budowy podwójnej nici DNA, a także syntezy białek, czyli produktów genów. W procesie kopiowania DNA, który zachodzi przy każdym podziale komórki, może dojść do mutacji, czyli podmiany pary A-T na parę G-C. Jeżeli mechanizmy naprawcze obecne w komórkach nie wychwycą takiego błędu, to się on utrwali. Jeżeli powstał w krytycznym miejscu genu, kodującym białko, może to mieć efekt odczuwalny dla całego organizmu. Tego typu mutacje odpowiadają za aż połowę z 32 tysięcy mutacji punktowych powiązanych z ludzkimi chorobami.

Enzym ABE7.10 pozwala podmieniać pary A-T na G-C i w ten sposób naprawiać błędy powstałe w DNA. Ten molekularny skalpel jest efektem ukierunkowanej ewolucji enzymu bakteryjnego przeprowadzonej w laboratorium. Okazał się on efektywny zarówno u bakterii, jak i w komórkach pochodzenia ludzkiego. W swojej publikacji zespół profesora Davida R. Liu opisał wykorzystanie ABE7.10 do naprawy mutacji w komórkach pobranych od pacjentów cierpiących na hemochromatozę (genetyczną chorobę objawiającą się nadmiernym gromadzeniem żelaza). Pokazano także, że nowa metoda może naprawić funkcję hemoglobiny w anemii sierpowatej. Oczywiście wszyscy mają nadzieję, że to tylko wstępny pokaz jej możliwości. ©