Rubrika: Z výzkumu

Genetický kód člověka je složený z písmen, funguje to podobně jako velmi dlouhá věta. Když člověk píše dlouhou větu, snadno udělá chybu – a to stejné se přihodí i přírodě. Lidská chyba ve větě může způsobit to, že si čtenář špatně vyloží její význam; a podobně to může dopadnout i v genetickém kódu. Špatné písmeno v genetickém kódu ale způsobí nesrovnatelně větší škody, třeba vznik různě vážných poruch, dokonce i smrtelných.

Písmena v lidském genetickém kódu jsou složená v molekule DNA, ta nese genetické informace. DNA se dá představit jako dlouhá věta popisující celého člověka, jejími písmeny jsou takzvané báze – jsou jen čtyři a jsou schopné popsat všechno důležité v genetické informaci, podobně jako počítači stačí informace uložené v podobě jedniček a nul.

MĚNILI JSME SLOVA, TEĎ UŽ PŘEPISUJEME PÍSMENA

Vědci od roku 2016 dokázali DNA měnit, a to pomocí revolučního nástroje nazvaného CRISPR-Cas9, jemuž se říká také jen CRISPR. Nejdůležitějším převratem bylo, když 28. října 2016 v čínském městě Čcheng-tu na Sečuánské univerzitě onkolog Lu You vložil geneticky upravené buňky do těla člověka trpícího agresivní formou rakoviny.

PŘELOM V PŘELOMU

Na konci října 2017 vyšly dvě práce, které ukázaly další možnosti genetického nástroje CRISPR. Někteří vědci metodu pro její novost rovnou nazývají CRISPR 2, tak převratné změny přinesla.

Největším úspěchem je to, že zatímco dříve vědci uměli pracovat jen se „slovy“ v DNA, nyní se dokážou zaměřit už i na jednotlivá písmena – tedy na báze. Druhá práce ukázala, že jsou vědci schopní upravovat už i RNA, což je obdoba DNA, která má řadu funkcí, například odemyká informace v genetickém kódu. Obě práce vznikly na Broadově institutu na univerzitách MIT a Harvard.

zdroj a celý článek naleznete: https://ct24.ceskatelevize.cz/veda/2284972-je-tu-crispr-2-nastroj-ktery-umi-zcela-menit-lidske-geny-moznosti-jsou-neomezene

KDYŽ JE VIRUS PARTNER A NE NEPŘÍTEL ANEB MOŽNOSTI MODERNÍ GENOVÉ TERAPIE S VYUŽITÍM VIRŮ!

Věděli jste, že až 90% lidské populace je nakaženo virem Herpes simplex 1 (viz obrázek)? Tento virus s označením HSV-1 – způsobující tzv. opar na našich rtech – přežívá v nervech po celý život ode dne nákazy. Už od chvíle, kdy nás pusinkovali tetičky, babičky ještě jako  miminko v peřinkách. Virus nám dost pravděpoboně u většiny z nás předali a od útlého dětství přežívá v našich nervech. V případě oslabené imunity, nebo například při stresu se přesune na naše rty a rozmnožuje se za použití našich buňek. Putuje po našich nervech po zbytek života. To je genetická replikace virů v praxi za využití našich vlastních buněk a nervových propojení.

A co že je to ten virus? Virus je drobný vnitrobuněčný cizopasník nacházející se na pomezí mezi živým a neživým. To znamená, že se nemůžou množit bez hostitelského organizmu. Viry nenapadají jen buděčné organizmy, ale například i bakterie a dokonce jsou viry, které napadají jiné viry. 

Je známo bezmála 5000 druhů virů. Dosud neznámých virů může být řádově více — podle odhadů jen savci hostí statisíce druhů virů. V oceánech bylo v r. 2019 molekulární analýzou viromů identifikováno téměř 200 tisíc různých populací virů.

Jedním z nástrojů, které současná genetika využívá jsou virové vektory – lidskou řečí, viry upravené na přenos požadované informace. Jednoduše řečeno využíváme už přírodou vyvinuté nástroje, a to jsou viry. Jsou to přirození přepisovači genů. Na tom je založená jejich existence.

Virové vektory působí jako „trojští koně“, kteří „pašují“ do buněk cizí geny.

V roli virového vektoru lze využít širokou škálu virů. Od relativně neškodných adenovirů vyvolávajících nachlazení až po nebezpečné viry, jako je HIV. Pokud je virus proměněn ve virový vektor, musí být změněn tak, aby nepředstavoval hrozbu nejen pro člověka, ale ani pro další pozemské organismy. Virové vektory jsou pouze přenašeči genetické informace do buňky, nejsou schopny se replikovat a vyvolávat onemocnění.

Vědci si je upravují, tak aby přepisovali to, co chtějí. Na virech jsou založené novodobé metody genetického inženýrství jako například metoda CRISPR/Cas a nyní už i CRISPR 2, který dokáže opravovat i ty nejjemnější stavební kameny lidského těla. Největším úspěchem je to, že zatímco dříve vědci uměli pracovat jen se „slovy“ v DNA (metoda CRISPR objevena roku 2016), nyní se dokážou zaměřit už i na jednotlivá písmena – tedy na báze (metoda CRISPR 2 z roku 2017).  vědci jsou schopní upravovat i RNA, což je obdoba DNA, která má řadu funkcí, například odemyká informace v genetickém kódu. 

Bakterie upravené cíleným zásahem do dědičné informace patří k nejdéle využívaným geneticky modifikovaným organismům. Dnes se používají k průmyslové produkci mnoha nejrůznějších látek včetně léků proti závažným onemocněním. Geneticky modifikované mikroorganismy a laboratorně kultivované geneticky modifikované buňky jsou příslibem pro uzdravení nemocným a zraněným, na jejichž záchranu současná medicína nestačí.

První publikace výzkumu, který iniciovala naše organizace.

Potenciál editace epigenomu pomocí CRISPR/Cas9 pro vzácná imprintingová onemocnění.

Publikace v celém znění ke stažení zde: publikace

Abstrakt:

Imprintingová onemocnění (IO) jsou vzácné vrozené poruchy způsobené aberancemi imprintovaných genů. Vzácné IO jsou tvořeny skupinou několika odlišných poruch, které sdílejí velkou míru homologie z hlediska genetické etiologie a příznaků. Narušení genetických nebo epigenetických mechanismů může způsobit problémy s regulací exprese imprintovaných genů, což vede k onemocnění. Genetické mutace ovlivňují imprintované geny, duplikace, delece a uniparentální disomie jsou opakující se jevy způsobující imprintingová onemocnění. Epigenetické změny metylačních značek v imprintingových kontrolních centrech rovněž mění expresní vzorce a většina pacientů se vzácnými ID nese intaktní, ale buď umlčené, nebo nadměrně exprimované imprintované geny. Kanonická editace CRISPR/Cas9 spoléhající se na opravu dvouřetězcových zlomů DNA má z hlediska terapie vzácných ID jen málo co nabídnout. Místo toho lze CRISPR/Cas9 využít sofistikovanějším způsobem, a to zacílením na epigenom. Katalyticky mrtvý Cas9 (dCas9) svázaný s efektorovými enzymy, jako jsou DNA de- a metyltransferázy a editory histonového kódu, vedle systémů, jako jsou CRISPRa a CRISPRi, prokázal vysokou účinnost editace epigenomu v eukaryotických buňkách. Tato nová éra editorů epigenomu CRISPR by pravděpodobně mohla změnit pravidla hry pro léčbu a ošetřování vzácných IO rafinovanou aktivací a umlčováním narušené exprese imprintovaných genů. Tento přehled popisuje hlavní epigenomové editory založené na CRISPR a poukazuje na jejich potenciální využití ve výzkumu a terapii vzácných imprintingových onemocnění.