Gēnu rediģēšana ir mērķtiecīga DNS modifikācija noteiktā genoma vietā, piemēram, sekvences dzēšana, ievietošana vai aizstāšana.
Lielākajā daļā mūsdienu darbplūsmu darbojas trīs mehānismi:
- Mērķauditorijas atlase.Programmējama molekula, parasti virzošā RNS, virza rediģēšanas enzīmu uz atbilstošu DNS secību.
- Griešana vai pārveidošana.Nukleāze, piemēram, Cas9, parasti rada pārtraukumu mērķa vietā. Jaunāki rīki (bāzes un primārie redaktori) modificē DNS bez pilnīgas dubultās -virknes pārtraukuma.
- Šūnu remonts.Šūna labo izmaiņas. Kļūdu{1}}remonts (NHEJ) mēdz izjaukt gēnu. Veidnes-vadāmais remonts (HDR) var ievietot noteiktu secību.
Tradicionālās metodes pret gēnu rediģēšanu
| Faktors | Tradicionālās pieejas (selekcionēšana, nejauša mutaģenēze, klasiskā transgēnija) | Programmējama gēnu rediģēšana |
| Precizitāte | Zems; izmaiņas bieži ir nejaušas vai grūti atrodamas | Ir jānovērtē parasti augsta, taču ne{0}}mērķa ietekme |
| Laika skala | Mēneši līdz gadiem | Bieži vien no nedēļām līdz mēnešiem, atkarībā no modeļa |
| Dizaina pūles | Pārbaude-smaga | Dizains-smags priekšā, mazāk ekrāna vēlāk |
| Laboratorijas prasības | Plašs, vispārējs{0}}nolūks | Mēdz būt vajadzīgas kontrolētas šūnu{0}kultūras un molekulārās darbplūsmas |
| Normatīvā uzmanība | Atšķiras | Atšķiras atkarībā no jurisdikcijas un pielietojuma; institucionālā bioloģiskās drošības pārbaude ir izplatīta |
Lēmumu īkšķis:
- Ja jūsu mērķis ir aspecifisks, definētsģenētiskās izmaiņas, programmējamā rediģēšana parasti ir labāk piemērota.
- Ja jums ir vajadzīgas plašas, objektīvas variācijas un varat atļauties skrīningu, tradicionālajai mutaģenēzei joprojām var būt jēga.
- Ja jūsu komanda rediģēs biežāk nekā reizēm, plānojiet telpu atbilstoši darbplūsmai, nevis pielāgojiet to vēlāk.
Galvenās tehniskās sastāvdaļas
Programmējama nukleāze.CRISPR{0}}saistītie enzīmi (Cas9, Cas12 varianti) ir visizplatītākie. Vecākus rīkus, piemēram, ZFN un TALEN, parasti ir grūtāk atkārtoti-atlasīt, jo katram jaunajam mērķim parasti ir nepieciešams jaunizveidots proteīns.
Vadošā RNS (gRNS).Šī īsā RNS nosaka, kur redaktors darbojas. Dizaina kvalitāte spēcīgi ietekmē gan efektivitāti, gan{1}}ārpusmērķa risku.
Remonts ceļš un veidne.Rezultāts ir atkarīgs no tā, kā šūna novērš pārtraukumu. Precīzai ievietošanai parasti ir nepieciešama donora veidne.
Piegādes metode.Iespējas ietver elektroporāciju, lipīdu nanodaļiņas, vīrusu vektorus un tiešu ribonukleoproteīna (RNP) piegādi. Izvēle parasti ir atkarīga no šūnas veida, mēroga un drošības prasībām. Tas arī veido stenda telpu, atkritumu apstrādes un ierobežošanas vajadzības.
Kā tas tiek savienots ar BOKA laboratorijas risinājumiem
Gēnu rediģēšana pati par sevi ir bioloģijas lēmums. Tas, vai tas darbojas droši, daļēji ir infrastruktūras lēmums. BOKA nepiegādā rediģēšanas reaģentus. Mēs izstrādājam un veidojam laboratorijas vidi atbilstoši darbplūsmai.
Lielākajā daļā rediģēšanas laboratoriju integrācijas punkti izskatās šādi:
Laboratorijas soli.Ķīmiski-noturīgas, viegli-tīrāmas-virsmas atbalsta ikdienas šūnu-kultūru un molekulāro darbu. Izkārtojumos var atdalīt pirms- un pēc-pastiprināšanas darbības, lai samazinātu savstarpējo-piesārņojumu.
Ventilācijas un attīrīšanas sistēmas.Kontrolēta gaisa plūsma un gaisa attīrīšana palīdz uzturēt stabilu darba vidi. Prasības ir atkarīgas no jūsu riska novērtējuma.
Dūmu nosūcēji.Nepieciešams, ja darbplūsmas ir saistītas ar bīstamām ķīmiskām vielām, piemēram, ekstrakcijas vai bufera sagatavošanas laikā.
Centrālās stacijas un sānu galdi.Tie atbalsta elastīgas, kopīgas darba vietas un aprīkojumu, piemēram, centrifūgas un termiskos ciklistus.
Griestu servisa balsti ungāzes pudeļu skapji.Tie nodrošina organizētu piekļuvi elektroenerģijas, datu un gāzes pakalpojumiem (piemēram, CO₂ inkubatoriem) ar mazāku jucekli stenda līmenī.
Bioloģiskās drošības skapji, ierobežošanas līmeņi un sertifikāti parasti atbilst jūsu iestādes bioloģiskās drošības pārskatam. Mēs parasti plānojam telpas izkārtojumu, inženierkomunikācijas un gaisa plūsmu atbilstoši šīm prasībām projektēšanas stadijā.
Kur tas der un kur nē
Parasti labi der:
- Akadēmiskās vai institucionālās pētniecības laboratorijas veido šūnu{0}}līnijas vai modeļa-organismu rediģēšanas iespējas
- Biotehnoloģiju jaunuzņēmumi{0}}izveido savus pirmos molekulārās bioloģijas un šūnu{1}}kultūras komplektus
- Galvenās iespējas, kas atbalsta vairākus rediģēšanas projektus ar kopīgu aprīkojumu
- Mācību laboratorijas, kas iepazīstina ar genoma{0}}inženierijas metodēm
- Esošās laboratorijas, kas izvēršas līdz rediģēšanai, kurām ir nepieciešams zonēts izkārtojums ar labāku gaisa plūsmu un utilītu piekļuvi
Parasti nav piemērots:
- Komandas, kas meklē rediģēšanas reaģentus, fermentus vai sintēzes pakalpojumus. BOKA tos nepiegādā.
- Projekti, kuriem nepieciešams īpašs sertificēts ierobežošanas līmenis bez pabeigta institucionālā riska novērtējuma. Šim novērtējumam parasti ir jābūt pirmajā vietā.
- Vienreizēji{0}}eksperimenti, ko var veikt līgumpētniecības organizācijā, kur ir grūti attaisnot īpašu vietu.
FAQ
Vai gēnu rediģēšana ir tas pats, kas gēnu inženierija?
Ne gluži. Gēnu inženierija ir plašāks termins. Gēnu rediģēšana parasti attiecas uz precīzām, mērķtiecīgām izmaiņām noteiktā vietā.
Vai CRISPR ir vienīgā gēnu{0}}rediģēšanas metode?
Nē. Pastāv arī ZFN un TALEN. CRISPR parasti tiek dota priekšroka tā elastības un zemāku dizaina izmaksu dēļ.
Vai gēnu rediģēšanai ir nepieciešama īpaša laboratorija?
Vairumā gadījumu tai ir vajadzīgas kontrolētas šūnu{0}kultūras un molekulārās darbplūsmas, nevis viens konkrēts telpas veids. Prasības ir atkarīgas no organisma, pārnēsātājiem un vietējiem noteikumiem.
Vai BOKA var palīdzēt plānot laboratoriju šim darbam?
Jā, izkārtojumam, soliņiem, ventilācijai, attīrīšanai un komunālajiem pakalpojumiem. Bioloģiskie protokoli un bioloģiskās drošības apstiprinājums paliek jūsu iestādē.
Vai plānojat laboratoriju gēnu{0}}rediģēšanas darbam?Kopīgojiet savu darbplūsmu un vietas ierobežojumus arBOKAkomanda. Pirms būvniecības uzsākšanas mēs varam kopā ar jums pārskatīt izkārtojumu, gaisa plūsmas un komunikāciju prasības.