Τα πράγματα πρόκειται να επιταχυνθούν δραματικά στη γενετική έρευνα, με τους επιστήμονες να αναπτύσσουν μια νέα τεχνική που μπορεί να κλωνοποιήσει χιλιάδες γονίδια σε μία μόνο κίνηση!
Η νέα τεχνολογία, που ονομάζεται ανιχνευτής LASSO, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία “γκάμα” πρωτεϊνών από δείγματα DNA, επιταχύνοντας την αναζήτηση νέων φαρμάκων αντικαθιστώντας τις επίπονες μεθόδους κλωνοποίησης γονιδίων που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Όταν σκέφτεστε την κλωνοποίηση, μπορείτε να σκεφτείτε το πρόβατο Dolly ή την εταιρεία που υπόσχεται να κλωνοποιήσει το αγαπημένο σας κατοικίδιο, ώστε να μην χρειάζεται να ζείτε λυπημένος και μόνος, αλλά αυτό είναι ένα διαφορετικό είδος κλωνοποίησης. Εδώ μιλάμε για μοριακή κλωνοποίηση, μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει όταν τα βακτηρίδια, τα έντομα ή τα φυτά αναπαράγονται χωρίς συνεργάτη.
Οι επιστήμονες κλωνοποιούν το DNA είτε επειδή θέλουν να αποκτήσουν πληροφορίες σχετικά με ένα συγκεκριμένο γονίδιο είτε θέλουν να χειριστούν τις γενετικές πληροφορίες για να δώσουν στο κύτταρο μια νέα ιδιότητα. Και οι δύο λόγοι απαιτούν από τους επιστήμονες να έχουν εκατομμύρια αντίγραφα του ίδιου μορίου DNA σε δοκιμαστικό σωλήνα.
Προς το παρόν, για να δούμε τι κάνει ένα γονίδιο κλωνοποιούμαστε το DNA του και δημιουργούμε την πρωτεΐνη του, γίνεται ένα γονίδιο τη φορά. Η τυπική μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας, που ονομάζεται ανιχνευτής μοριακής αναστροφής, περιλαμβάνει τη δέσμευση μικρών θραυσμάτων DNA (περίπου 200 ζευγών βάσεων) και τη σύνδεση τους για να χαρτογραφηθεί ο πλήρης κώδικας γονιδιώματος.
Η ύπαρξη μαζί αυτών των μικρών τμημάτων του κώδικα για να σχηματίσουν την πλήρη αλληλουχία γονιδίων δεν είναι εύκολη, αλλά δεν υπήρξε άλλος τρόπος για την αλληλουχία της μακράς αλυσίδας του DNA, γεγονός που έχει κρατήσει την έρευνα πίσω.
“Πιστεύουμε ότι η ταχεία, προσιτή και υψηλής απόδοσης κλωνοποίηση πρωτεϊνών και άλλων γενετικών στοιχείων θα επιταχύνει σε μεγάλο βαθμό τη βιολογική έρευνα για να ανακαλύψει λειτουργίες μορίων που κωδικοποιούνται από τα γονιδιώματα και να ταιριάζει με το ρυθμό με τον οποίο εξελίσσονται τα νέα δεδομένα αλληλουχίας γονιδιώματος” ανέφερε ο Biju Parekkadan, από το Πανεπιστήμιο Rutgers.
Σε αυτή τη νέα μελέτη, ο ανιχνευτής LASSO μπορεί να συλλάβει και να κλωνοποιήσει χιλιάδες μακριά θραύσματα DNA και οι ερευνητές ελπίζουν ότι η νέα τεχνική θα ξεπεράσει τα όρια αυτού που μπορούμε να κάνουμε σήμερα.
“Ο στόχος μας είναι να καταστήσουμε φθηνή και εύκολη για οποιονδήποτε ερευνητή σε οποιοδήποτε τομέα να κλωνοποιήσει και να δημιουργήσει ολόκληρη τη σειρά πρωτεϊνών από οποιοδήποτε οργανισμό”, δήλωσε ο ερευνητής Ben Larman από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Johns Hopkins. “Μέχρι τώρα, μια τέτοια προοπτική ήταν μόνο ρεαλιστική για ερευνητικές κοινοπραξίες υψηλής τεχνολογίας που μελετούν οργανισμούς μοντέλων όπως μύγες φρούτων ή ποντίκια”.
Πώς λειτουργεί αυτή η νέα τεχνική;
Μια συλλογή LASSO ανιχνευτών χρησιμοποιήθηκε για να αρπάξει επιθυμητές ακολουθίες DNA, μπορείτε να το σκεφτείτε σαν τον τρόπο που χρησιμοποιείται ένα σχοινί lasso για τη σύλληψη βοοειδών.
Αντί να στοχεύει τα ακανθώδη κέρατα μιας αγελάδας, ο ανιχνευτής LASSO στοχεύει σε μια αλληλουχία DNA μέχρι και μερικές χιλιάδες ζεύγη βάσεων – το τυπικό μήκος του κωδικού πρωτεΐνης ενός γονιδίου.
Η μελέτη είναι μια απόδειξη της έννοιας, με τους ανιχνευτές LASSO που χρησιμοποιούνται για τη σύλληψη πάνω από 3.000 θραύσματα DΝΑ από το βακτηριακό γονιδίωμα Ε. Coli. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι ανιχνευτές πέτυχαν με επιτυχία περίπου το 75% του γονιδίου που στοχεύουν. Υπήρχαν επίσης και άλλα οφέλη στην τεχνική του αισθητήρα LASSO.
Οι ερευνητές λένε ότι οι αλληλουχίες συλλαμβάνονται κατά τρόπο που τους επιτρέπει να αναλύουν επίσης τις πρωτεΐνες των γονιδίων, δίνοντας ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά σε ένα κύτταρο που διαφορετικά πέθαινε με το αντιβιοτικό.
Οι ερευνητές ήταν επίσης σε θέση να συλλάβουν και να κλωνοποιήσουν μια “γκάμα” πρωτεϊνών από δείγμα ανθρώπινου μικροβίου και ελπίζουν ότι θα οδηγήσει σε βελτιωμένη ιατρική ακρίβειας και ταχείας ανακάλυψης νέων φαρμάκων για μια σειρά ασθενειών.
https://www.sciencealert.com/scientists-can-now-clone-thousands-of-genes-in-a-single-reaction https://phys.org/news/2017-07-powerful-technique-clone-thousands-genes.html https://hub.jhu.edu/2017/07/05/lasso-probe-clones-thousands-genes-at-once/
με Αριθμό Μητρώου 12691
