Már nem sci-fi: milliós nagyságrendben szerkeszthető a növények DNS-e

Az emberi DNS – vagyis a genetikai kódunk – minden egyes sejtben nagyjából hárommilliárd apró építőelemből áll, amelyek együtt határozzák meg, hogyan működik a testünk. A mostanáig elérhető génszerkesztő eszközök – mint például a CRISPR – leginkább csak kisebb módosításokra voltak alkalmasak, például egyetlen gén vagy néhány DNS-építőelem szerkesztésére – nagyon nehéz volt pontosan beavatkozni nagyobb, akár milliónyi bázisból álló DNS-szakaszokba.

Most azonban kínai kutatók – Caixia Gao vezetésével, a Kínai Tudományos Akadémiáról – olyan új eszközt hoztak létre, amellyel már ezek a nagyobb DNS-darabok is pontosan szerkeszthetők. Ez a technológia elsősorban növényeken alkalmazható és Yin Hao, a Wuhan Egyetem professzora szerint óriási előrelépés lehet az orvostudományban és a mezőgazdaságban is.

A tanulmány egy új, úgynevezett „programozható kromoszóma-szerkesztési” (PCE) rendszert mutat be, amely egy régebbi génszerkesztési módszer továbbfejlesztett, egyszerűbben használható és sokkal hatékonyabb változata. Különösen a növények esetében teszi lehetővé millió bázispár szerkesztését – ez komoly előrelépés a növénynemesítés és a szintetikus biológia területén.

A Kínai Tudományos Akadémia kiemelte, hogy az új technológia lehetővé teszi a genom szerkezeti változásainak irányított módosítását – ez új utakat nyit a növények tulajdonságainak javítására és a genetikai betegségek kezelésére, írja az Interesting Engineering.

A PCE technikai alapja a Cre-Lox enzimrendszer, amit az 1980-as évek óta használnak nagy DNS-szakaszok kezelésére – a Cre-Lox hatékonysága azonban csökken a célszakasz méretének növekedésével, és használata után gyakran maradnak „hegek" a DNS-ben, ami megnehezíti a további szerkesztéseket.

Gao csapata átalakította és optimalizálta a génszerkesztő módszert: az új PCE rendszer több mint háromszor olyan hatékony, mint a régi Cre-Lox, ráadásul nem hagy maga után „hegeket” a DNS-ben, és kisebb az esélye, hogy a módosítások idővel visszafordulnak (vagyis elveszítik a hatásukat). Összehasonlításképpen: azért, hogy a kívánt tulajdonságokkal rendelkező növényt vagy szervezetet megtalálják, korábban akár ezer magot is át kellett nézniük – most már elég csak százat, így sokkal kevesebb munkával és idővel elérik ugyanazt az eredményt.

Az új eszközök világszerte kiválthatják a Cre-Lox rendszereit, hatékonyabbá téve az orvosi és növénynemesítési laborok munkáját.