Genų redagavimas – tai tikslingas DNR modifikavimas tam tikroje genomo vietoje, pavyzdžiui, sekos ištrynimas, įterpimas arba pakeitimas.
Daugumoje šiuolaikinių darbo procesų veikia trys mechanizmai:
- Taikymas.Programuojama molekulė, paprastai vadovaujanti RNR, nukreipia redagavimo fermentą į atitinkamą DNR seką.
- Pjaustymas arba modifikavimas.Nukleazė, tokia kaip Cas9, paprastai sukuria pertrauką tikslinėje vietoje. Naujesni įrankiai (pagrindiniai ir pirminiai redaktoriai) modifikuoja DNR be visiško dvigubo-sruogų pertraukimo.
- Korinio ryšio remontas.Ląstelė pataiso pokyčius. Klaidų{1}}remontas (NHEJ) linkęs sutrikdyti geną. Taisymas pagal šabloną- (HDR) gali įterpti apibrėžtą seką.
Tradiciniai metodai prieš genų redagavimą
| veiksnys | Tradiciniai metodai (veisimas, atsitiktinė mutagenezė, klasikinė transgenija) | Programuojamas genų redagavimas |
| Tikslumas | Žemas; pokyčiai dažnai būna atsitiktiniai arba sunkiai aptinkami | Paprastai reikia įvertinti didelį, bet ne{0}}tikslinį poveikį |
| Laiko juosta | Nuo mėnesių iki metų | Dažnai nuo savaičių iki mėnesių, priklausomai nuo modelio |
| Dizaino pastangos | Sunkus patikrinimas- | Sunkus dizainas-priekyje, vėliau bus mažiau ekrano |
| Laboratorijos reikalavimai | Platus, bendrasis{0}}paskirtis | Paprastai reikia kontroliuojamos ląstelių{0}kultūros ir molekulinės darbo eigos |
| Reguliavimo dėmesys | Varijuoja | Skiriasi priklausomai nuo jurisdikcijos ir taikymo; institucinė biologinės saugos peržiūra yra įprasta |
Sprendimų taisyklė:
- Jei jūsų tikslas yra akonkretus, apibrėžtasgenetiniai pokyčiai, programuojamas redagavimas paprastai yra geriau tinkamas.
- Jei jums reikia plataus, nešališko varianto ir galite sau leisti atranką, tradicinė mutagenezė vis tiek gali būti prasminga.
- Jei jūsų komanda redaguosis dažniau nei retkarčiais, suplanuokite kambarį pagal darbo eigą, o ne pritaikykite ją vėliau.
Pagrindiniai techniniai komponentai
Programuojama nukleazė.CRISPR{0}}susiję fermentai (Cas9, Cas12 variantai) yra labiausiai paplitę. Senesnius įrankius, pvz., ZFN ir TALEN, paprastai sunkiau taikyti iš naujo, nes kiekvienam naujam taikiniui paprastai reikia naujai sukurto baltymo.
Vadovo RNR (gRNR).Ši trumpa RNR apibrėžia, kur veikia redaktorius. Dizaino kokybė labai veikia efektyvumą ir ne{1}}tikslinę riziką.
Remonto kelias ir šablonas.Rezultatas priklauso nuo to, kaip ląstelė atitaiso lūžį. Norint tiksliai įterpti, paprastai reikalingas donoro šablonas.
Pristatymo būdas.Galimos galimybės apima elektroporaciją, lipidų nanodaleles, virusinius vektorius ir tiesioginį ribonukleoproteinų (RNP) tiekimą. Pasirinkimas dažniausiai priklauso nuo elementų tipo, masto ir saugos reikalavimų. Tai taip pat formuoja suoliuko erdvę, atliekų tvarkymo ir izoliavimo poreikius.
Kaip tai susiję su BOKA laboratorijos sprendimais
Pats genų redagavimas yra biologinis sprendimas. Ar jis veikia patikimai, iš dalies priklauso nuo infrastruktūros. BOKA nepateikia redagavimo reagentų. Kuriame ir kuriame laboratorijos aplinką atsižvelgiant į darbo eigą.
Daugumoje redagavimo laboratorijų integravimo taškai atrodo taip:
Laboratoriniai suolai.Chemikalams-atsparūs, lengvai-valomi-paviršiai palaiko įprastą ląstelių-kultūrą ir molekulinį darbą. Siekiant sumažinti kryžminį-užteršimą, išdėstymai gali atskirti prieš{5}} ir po-pastiprinimo veiksmus.
Vėdinimo ir valymo sistemos.Kontroliuojamas oro srautas ir oro valymas padeda išlaikyti stabilią darbo aplinką. Reikalavimai priklauso nuo jūsų rizikos vertinimo.
Dūmų gaubtai.Reikalingas, kai darbo eigoje naudojamos pavojingos cheminės medžiagos, pvz., ekstrahuojant arba ruošiant buferį.
Centrinės stotys ir šoniniai stalai.Jie palaiko lanksčias bendras darbo vietas ir įrangą, pvz., centrifugas ir terminio ciklo įrenginius.
Lubų aptarnavimo stulpai irdujų balionėlių spintos.Jie suteikia organizuotą prieigą prie energijos, duomenų ir dujų paslaugų (pvz., CO₂ inkubatoriams) su mažiau netvarkos stendo lygiu.
Biologinės saugos spintos, izoliavimo lygiai ir sertifikatai paprastai atitinka jūsų įstaigos biologinės saugos peržiūrą. Mes paprastai planuojame kambario išdėstymą, komunalines paslaugas ir oro srautą atsižvelgdami į šiuos reikalavimus projektavimo etape.
Kur tai tinka, o kur ne
Paprastai tinka:
- Akademinės ar institucinės tyrimų laboratorijos, kuriančios ląstelių{0}}linijos ar modelio{1}}organizmo redagavimo galimybes
- Biotechnologijų įmonės pradeda{0}}kurti savo pirmuosius molekulinės biologijos ir{1}}ląstelių kultūros rinkinius
- Pagrindinės priemonės, palaikančios kelis redagavimo projektus naudojant bendrą įrangą
- Mokymo laboratorijose, kuriose pristatomi genomo{0}inžinerijos metodai
- Esamos laboratorijos, besiplečiančios iki redagavimo, kurioms reikalingas zoninis išdėstymas su geresniu oro srautu ir prieiga prie paslaugų
Paprastai netinka:
- Komandos, ieškančios reagentų, fermentų ar sintezės paslaugų. BOKA jų neteikia.
- Projektai, kuriems reikalingas konkretus sertifikuotas izoliavimo lygis, neatlikus institucinės rizikos vertinimo. Toks įvertinimas paprastai turi būti pirmas.
- Vienetiniai{0}}eksperimentai, kurie gali būti vykdomi per sutartinę tyrimų organizaciją, kai sunku pateisinti tam skirtą erdvę.
DUK
Ar genų redagavimas yra tas pats, kas genų inžinerija?
Ne visai. Genų inžinerija yra platesnis terminas. Genų redagavimas paprastai reiškia tikslius, tikslinius pakeitimus apibrėžtoje vietoje.
Ar CRISPR yra vienintelis genų{0}redagavimo metodas?
Ne. Taip pat yra ZFN ir TALEN. CRISPR dažniausiai teikiama pirmenybė dėl savo lankstumo ir mažesnės dizaino sąnaudos.
Ar genų redagavimui reikia specialios laboratorijos?
Daugeliu atvejų reikia kontroliuojamos ląstelių{0}}kultūros ir molekulinės darbo eigos, o ne vieno konkretaus kambario tipo. Reikalavimai priklauso nuo organizmo, pernešėjų ir vietinių taisyklių.
Ar BOKA gali padėti suplanuoti laboratoriją šiam darbui?
Taip, išdėstymui, suolams, vėdinimui, valymui ir komunalinėms paslaugoms. Biologiniai protokolai ir biologinės saugos patvirtinimas lieka jūsų įstaigoje.
Planuojate laboratoriją genų{0}redagavimo darbams?Pasidalykite savo darbo eiga ir erdvės apribojimais suBOKAkomanda. Prieš pradedant statybas galime su Jumis peržiūrėti išplanavimą, oro srauto ir komunalinių paslaugų reikalavimus.