Klinika Mayo (Rochester, SAD) razvila je metodu koja omogućuje, na zahtjev istraživača, uključivanje i isključivanje bilo kojeg gena u živom organizmu.
Postojeće metode kontrole genoma izgrađene su prema istoj shemi, što ozbiljno ograničava njihovu primjenu: govorimo o suzbijanju aktivnosti gena.
To ćete najlakše učiniti rezanjem DNA s tim genom enzimom, tako da gen niti nakon popravka ne može funkcionirati. Za to se koriste nukleaze s takozvanim cinkovim prstima - strukturni elementi koji imaju specifičnost za jedan ili drugi slijed nukleotida.
Ali skup takvih "cinkovih prstiju" ograničen je, odnosno ne može se svaki fragment u DNA otkriti uz njihovu pomoć. Morfolin oligonukleotidi su alternativa. To su kratki sintetički nukleotidni lanci s apsolutno bilo kojom specifičnošću koju želite. Priključivanjem na staničnu DNA blokiraju aktivnost određenog gena. Nedostatak ovog pristupa je privremeno djelovanje: prije ili kasnije blokada iz gena sama će se ukloniti.
U članku objavljenom u časopisu Nature autori opisuju treću metodu koja se temelji na upotrebi enzima nukleaze TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease). To su hibridni proteini, od kojih su neki uzeti iz bakterija. Fragment bakterije veže se na male fragmente DNA; zbog svoje izvanredne varijabilnosti može se prilagoditi prepoznavanju gotovo bilo koje sekvence DNA. Još jedan dio molekule TALEN je sama nukleaza koja čini rezove u DNA.
Do sada su se TALEN koristili u staničnim kulturama. Sada su istraživači uspjeli prilagoditi ovu metodu cijelim organizmima. U genom prugastog zebra (Danio rerio) umetnut je genetski regulator koji je omogućio uključivanje ili isključivanje određenog gena. Odnosno, korištenjem specifične nukleaze TALEN napravljen je rez u blizini gena od interesa za znanstvenike. Zatim je ovaj regulatorni nukleotidni slijed umetnut u rez pomoću drugih enzima.
Nakon toga preostalo je samo pritisnuti ručicu, odnosno dodati tvari koje su uključivale ili isključivale regulator. Treba naglasiti da, prvo, upotreba TALEN-a omogućuje uvođenje regulatorne sekvence "bočno" na bilo koji gen, a drugo, tu se manipulaciju, kao što su autori pokazali, može provesti s cijelim organizmom, a ne samo s staničnom kulturom.
Teško je precijeniti izglede nove metode (ili nove modifikacije stare, ako želite). Na primjer, važno je znati što određeni gen radi tijekom života, mijenja li se njegova funkcija, nastavlja li raditi itd. Do sada je bilo nevjerojatno teško otkriti: stadiju embrija, ali ga nije bilo moguće ponovno uključiti u odraslom organizmu. Ako se mutacija pokazala kritičnom, embrij je umro, nakon čega se zaključilo da je gen izuzetno važan u embrionalnoj fazi, ali nitko nije znao što mu se dalje dogodilo.
Promotivni video:
I sada postoji prilika da temeljito naučimo dobne, tako reći, značajke rada gena. I to da se ne spominje činjenica da je uz pomoć opisane metode teoretski moguće "uključiti" ili "isključiti" gene, čija je pogrešna aktivnost osnova teških nasljednih (i ne samo nasljednih) bolesti.
