변형된 CRISPR 기반 효소는 다양한 질병 유발 돌연변이를 극복하기 위해 게놈에 전체 유전자를 삽입할 가능성을 향상시킵니다.

[아름이]

변형된 CRISPR 기반 효소는 다양한 질병 유발 돌연변이를 극복하기 위해 게놈에 전체 유전자를 삽입할 가능성을 향상시킵니다.
날짜:
2023년 1월 17일
원천:
매사추세츠 종합병원
요약:
많은 유전병은 전체 유전자에 걸쳐 퍼져 있는 다양한 돌연변이에 의해 발생하며 각 환자의 돌연변이에 대한 게놈 편집 접근법을 설계하는 것은 비실용적이고 비용이 많이 듭니다.

많은 유전병은 전체 유전자에 걸쳐 퍼져 있는 다양한 돌연변이에 의해 발생하며 각 환자의 돌연변이에 대한 게놈 편집 접근법을 설계하는 것은 비실용적이고 비용이 많이 듭니다.

MGH(Massachusetts General Hospital)의 연구자들은 최근 큰 DNA 세그먼트를 게놈에 삽입하는 정확도를 향상시키는 최적화된 방법을 개발했습니다.

이 접근법은 전체 정상 또는 "야생형" 대체 유전자를 삽입하는 데 사용될 수 있으며, 이는 환자의 특정 돌연변이에 관계없이 질병에 대한 포괄적인 치료법으로 작용할 수 있습니다.

이 작업에는 재프로그래밍 가능한 가이드 RNA를 통해 원하는 게놈 부위를 쉽게 표적으로 삼을 수 있는 대규모 DNA 삽입을 위한 유망한 도구인 CRISPR 관련 트랜스포사제(CAST)라는 새로운 종류의 기술의 최적화가 포함됩니다.

그러나 자연 상태에서 CAST는 게놈 편집 응용 프로그램에 바람직하지 않은 특성을 가지고 있습니다. 즉, 차선의 제품 순도(의도한 DNA 서열만 게놈에 삽입되는 빈도)와 의도하지 않은 사이트에서 원치 않는 비표적 통합 비율이 상대적으로 높습니다. 게놈에서.

네이처 바이오테크놀로지( Nature Biotechnology ) 에 발표된 연구에서 , MIT와 MGH 대학원생인 제1저자인 Connor Tou와 MGH 유전체 의학 센터의 조교수이자 Harvard의 조교수인 Ben Kleinstiver 박사가 이끄는 팀이 이끌었습니다. 의과대학은 CAST 시스템의 특성을 수정하기 위해 단백질 공학 접근법을 사용하여 이러한 단점을 해결했습니다.

그들은 CAST에 nicking homing endonuclease라는 특정 효소를 추가하면 의도된 삽입에 대한 제품 순도가 극적으로 증가한다는 것을 발견했습니다.

CAST 구조의 추가 최적화로 의도된 게놈 표적에서 높은 통합 효율로 DNA 삽입이 이루어졌으며 원하지 않는 비표적 위치에서 삽입이 크게 감소했습니다.

연구원들은 새롭고 개선된 시스템을 "HELIX"라고 불렀는데, 이는 Homing Endonuclease-assisted Large-sequence Integrating CAST-compleX의 약자입니다.

Tou는 "우리는 다양한 CAST 시스템을 높은 제품 순도와 게놈 차원의 특이성을 갖는 보다 안전하고 효과적인 버전으로 수정하는 데 사용할 수 있는 일반화 가능한 접근 방식을 시연했습니다."라고 말했습니다.

"우리의 통찰력을 결합하여 우리는 표적 통합 특이성이 96% 이상인 HELIX 시스템을 만들었습니다. 이는 자연 발생 야생형 CAST 시스템의 경우 약 50%에서 증가한 것입니다. 또한 HELIX가 인간 세포에서 유리한 특성을 유지한다는 것도 확인했습니다. "

Kleinstiver는 이 기술이 질병을 유발하는 돌연변이를 가진 개인에게 정상적인 건강한 유전자를 복원하는 능력을 넘어 응용할 수 있다고 지적합니다.

"또한 프로그래밍 가능한 DNA 통합은 표적 위치에 큰 유전자 서열을 설치하면 세포에 새로운 기능을 부여하는 동시에 기존의 무작위 통합 접근 방식으로 인한 안전성, 효능 및 제조 문제를 방지할 수 있는 세포 공학 노력을 촉진할 수 있습니다."라고 그는 말합니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/