Genske spremembe, ki to niso

Raziskovalna skupina z ameriškega Broadovega inštituta poroča o sistemu REPAIR, razvitim na osnovi CRISPR/Cas13, s katerim so lahko na ravni RNK popravili bolezenske genetske mutacije.

Sisteme CRISPR/Cas mnogi imenujejo bakterijski imunski sistem.  Odkriti so bili pri več bakterijskih vrstah. Delujejo tako, da prepoznajo tuje molekule DNK ali RNK, denimo virusne, ki so vstopile v bakterijsko celico, nato pa jih Cas proteini razrežejo in bakterijo tako zaščitijo pred njimi.

Molekulo DNK si lahko predstavljamo kot zelo dolgo besedo, sestavljeno iz štirih različnih črk: A, C, G in T. Te črke, gradnike DNK, imenujemo nukleotidi. Geni, ki so zapisani v DNK, se najprej prepišejo v molekulo RNK, ki je prav tako sestavljena iz štirih nukleotidov: adenina, citozina, gvanina in uridina. Nazadnje pa se informacija, zapisana v zaporedju RNK, prevede še v protein, denimo keratin, ki sestavlja naše lase. Torej, če spremenimo nukleotide v RNK, se spremeni tudi protein, ki ga ta gen zapisuje.

Enega od sistemov, in sicer CRISPR/Cas9, znanstvenice in znanstveniki že več let izkoriščajo za zelo natančno spreminjanje molekule DNK (zadnje čase poteka tudi boj za patente glede CRISPR/Cas9 tehnologije, o čemer smo že poročali). V novi raziskavi pa je ameriška raziskovalna skupina uporabila sistem CRISPR/Cas13, katerega tarča je molekula RNK. Vendar niso uporabili proteina Cas13, kakršen obstaja v naravi, pač pa so z nadzorovanimi mutacijami ustvarili njegovo različico, ki lahko molekulo RNK le veže, ne more pa je razrezati. Mutirani Cas13 so nato spojili s proteinom ADAR2, novi sistem pa poimenovali REPAIR.

Protein ADAR2 iz sistema REPAIR v molekuli RNK spremeni nukleotid adenin v inozin. Ker je inozin strukturno zelo podoben nukleotidu gvaninu, v procesu prevajanja v protein deluje kot slednji. V primeru, da mutacija gvanina v adenin v nekemu genu povzroča bolezen, lahko sistem REPAIR usmerimo na molekulo RNK, ki se je prepisala iz mutiranega gena. Sistem bo mutacijo popravil in nastal bo funkcionalni protein, tako da do pojava bolezni ne bo prišlo.

Ameriška raziskovalna skupina je delovanje sistema dokazala tako, da so v človeški celični liniji popravili molekule RNK, ki se prepišejo iz dveh mutiranih genov. Slednja povzročata dedno obliko diabetesa in Fanconijevo anemijo. Kar je pri sistemu REPAIR zelo zanimivo, je to, da je mutacije v genih možno popraviti na ravni prepisane molekule RNK, torej brez sprememb genskega zapisa v DNK.

O novostih iz sveta CRISPR/Cas je poročala Angelika.