Genomin muokkaus
Genomin muokkaus on eräänlainen geenitekniikan muoto.
DNA:ta lisätään, korvataan tai poistetaan genomista keinotekoisesti kehitetyillä nukleaaseilla eli "molekyylisaksilla". Nukleaasit tekevät erityisiä kaksoissäikeiden katkoksia (DSB) haluttuihin kohtiin genomissa. Solun omat mekanismit korjaavat aikaansaadun katkoksen (katkokset) luonnollisten prosessien avulla.
Tällä hetkellä käytössä on neljä muunnettujen nukleaasien perhettä.
Geenin tai proteiinin toiminnan ymmärtämiseksi siihen puututaan sekvenssispesifisesti ja seurataan sen vaikutuksia organismiin. Joissakin organismeissa on kuitenkin vaikeaa tai mahdotonta tehdä paikkasidonnaista mutaatiota. Siksi on käytettävä epäsuorempia menetelmiä. Esimerkkejä ovat:
- Kiinnostavan geenin vaimentaminen lyhyellä RNA-interferenssillä (siRNA). SiRNA:n avulla tapahtuva geenin häirintä voi kuitenkin olla vaihtelevaa ja epätäydellistä.
- Genomin muokkaus nukleaaseilla, kuten ZFN:llä. Tämä eroaa siRNA:sta. Muokattu nukleaasi (entsyymi, joka leikkaa DNA:ta) pystyy muuttamaan DNA:n sitoutumista. Näin ollen se voi periaatteessa leikata minkä tahansa kohdepaikan genomissa ja muuttaa sellaisten geenien sekvenssejä, joihin perinteinen RNAi ei voi erityisesti kohdistua.
Nature Methods valitsi genomin muokkauksen vuoden 2011 menetelmäksi. Tekniikkaa käytetään jo, mutta muunnettujen alkioiden istuttaminen naiseen ei ole vielä sallittua.
CRISPR/Cas9-menetelmä
Vuonna 2017 tämä järjestelmä julistettiin yhdeksi vuoden suurimmista tieteellisistä saavutuksista. Cas9 on entsyymi, joka voi opastavan RNA:n avulla sijoittaa uuden DNA-sekvenssin perimään. Sir John Skehel sanoi: "Sen avulla voi ehkä tyrmätä tietyn geenin solussa tai tuoda tietyn geenin tai korjata tietyn mutatoituneen geenin, jonka halutaan toimivan paremmin".
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mitä on genomin muokkaus?
V: Genomin muokkaus on eräänlaista geenitekniikkaa, jossa DNA:ta lisätään, korvataan tai poistetaan genomista keinotekoisesti kehitetyillä nukleaaseilla eli "molekyylisilla saksilla".
K: Miten keinotekoisia nukleaaseja käytetään genomin muokkauksessa?
V: Muokatut nukleaasit tekevät erityisiä kaksoissäikeiden katkoksia (DSB) haluttuihin kohtiin genomissa. Solun omat mekanismit korjaavat aikaansaadun katkoksen (katkokset) luonnollisten prosessien avulla.
K: Mitkä ovat esimerkkejä epäsuorista menetelmistä, joita käytetään geenien toiminnan ymmärtämiseen?
V: Esimerkkeinä voidaan mainita kiinnostavan geenin hiljentäminen lyhyellä RNA-interferenssillä (siRNA) ja muunneltujen nukleaasien, kuten ZFN:n, käyttäminen DNA:n sitomisen muuttamiseksi ja minkä tahansa kohdennetun kohdan leikkaamiseksi genomissa.
K: Miksi genomin muokkaus valittiin Nature Methodsin vuoden 2011 menetelmäksi?
V: Nature Methods valitsi genomin muokkauksen vuoden 2011 menetelmäksi, koska sitä käytetään jo nyt, mutta muunnettujen alkioiden istuttaminen naiseen ei ole vielä sallittua.
K: Onko olemassa erityyppisiä muunneltuja nukleaaseja, joita voidaan käyttää genomin muokkaukseen?
V: Kyllä, genomin muokkaukseen voidaan käyttää neljää eri nukleaasiperhettä.
K: Miten siRNA eroaa muista menetelmistä geenien toiminnan ymmärtämiseksi?
V: SiRNA eroaa muista menetelmistä, koska siinä vaiennetaan geenejä sen sijaan, että niitä muokattaisiin suoraan ZFN:n kaltaisella entsyymillä.
K: Onko muunnettujen alkioiden istuttaminen naisen sisälle tällä hetkellä sallittua?
V: Ei, muunnettujen alkioiden istuttaminen naiseen ei ole tällä hetkellä sallittua.
