Mayo klīnika (Ročestera, ASV) ir izstrādājusi metodi, kas pēc pētnieka pieprasījuma ļauj ieslēgt un izslēgt jebkuru dzīvā organisma gēnu.
Esošās genoma kontroles metodes tiek veidotas pēc vienas un tās pašas shēmas, kas nopietni ierobežo to pielietojumu: mēs runājam par gēnu aktivitātes nomākšanu.
Vieglākais veids, kā to izdarīt, ir sagriezt DNS ar šo gēnu ar fermentu tā, lai pat pēc labošanas gēns nevarētu darboties. Šim nolūkam tiek izmantotas nukleāzes ar tā sauktajiem cinka pirkstiem - struktūras elementi, kuriem ir specifika vienai vai otrai nukleotīdu secībai.
Bet šādu "cinka pirkstu" komplekts ir ierobežots, tas ir, ne katru DNS fragmentu var noteikt ar viņu palīdzību. Morfolīna oligonukleotīdi ir alternatīva. Tās ir īsas sintētiskas nukleotīdu ķēdes ar absolūti jebkuru specifiku, kuru jūs varat vēlēties. Pievienojoties šūnu DNS, tie bloķē noteikta gēna darbību. Šīs pieejas trūkums ir īslaicīga darbība: agri vai vēlu pati gēna bloķēšana tiks atcelta.
Rakstā, kas publicēts žurnālā Nature, autori apraksta trešo metodi, kuras pamatā ir TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease) nukleāzes enzīmu izmantošana. Tie ir hibrīdie proteīni, no kuriem daži ir ņemti no baktērijām. Baktēriju fragments saistās ar maziem DNS fragmentiem; ārkārtas mainīguma dēļ to var pielāgot gandrīz jebkuras DNS sekvences atpazīšanai. Vēl viens TALEN molekulas gabals ir pati nukleāze, kas veic DNS iegriezumus.
Līdz šim TALEN tika izmantots šūnu kultūrās. Tagad pētnieki ir spējuši pielāgot šo metodi veseliem organismiem. Svītrainās zebras (Danio rerio) genomā tika ievietots ģenētiskais regulators, kas ļāva ieslēgt vai izslēgt noteiktu gēnu. Tas ir, izmantojot specifisko nukleāzi TALEN, netālu no zinātnieku interesējošā gēna tika izdarīts griezums. Tad šī regulējošā nukleotīdu secība tika ievietota iegriezumā, izmantojot citus enzīmus.
Pēc tam atlika tikai nospiest sviru, tas ir, pievienot vielas, kas regulatoru ieslēdza vai izslēdza. Jāuzsver, ka, pirmkārt, TALEN lietošana ļauj ieviest regulējošu secību jebkuram gēnam “uz sāniem”, otrkārt, šo manipulāciju, kā parādīja autori, var veikt ar visu organismu, nevis tikai ar šūnu kultūru.
Ir grūti pārvērtēt jaunas metodes (vai jaunas vecās modifikācijas, ja vēlaties) izredzes. Piemēram, ir svarīgi zināt, ko konkrētais gēns dara visu mūžu, vai mainās tā funkcija, vai tas turpina darboties utt. Līdz šim to bija ārkārtīgi grūti uzzināt: zinātnieki varēja izslēgt dažus embrija stadijā, bet to nebija iespējams atkal ieslēgt pieaugušā organismā. Ja mutācija izrādījās kritiska, embrijs nomira, pēc kura tika secināts, ka gēns ir ārkārtīgi svarīgs embrija stadijā, taču neviens nezināja, kas ar to notika tālāk.
Reklāmas video:
Un tagad ir iespēja rūpīgi apgūt ar vecumu saistītās, tā teikt, gēnu darba iezīmes. Un tas nemaz nerunājot par to, ka ar aprakstītās metodes palīdzību teorētiski ir iespējams “ieslēgt” vai “izslēgt” gēnus, kuru nepareiza darbība ir smagu iedzimtu (un ne tikai iedzimtu) slimību pamatā.