Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.12: CRISPR
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
CRISPR
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

15.12: CRISPR

Technologieën voor genoombewerking stellen wetenschappers in staat om het DNA van een organisme te wijzigen door de toevoeging, verwijdering of herschikking van genetisch materiaal op specifieke genomische locaties. Dit soort technieken kan mogelijk worden gebruikt om genetische aandoeningen zoals hemofilie en sikkelcelanemie te genezen. Een populaire en veel gebruikte onderzoekstool voor het bewerken van DNA die zou kunnen leiden tot veilige en effectieve behandelingen voor genetische aandoeningen, is het CRISPR-Cas9-systeem. CRISPR-Cas9 staat voor Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats en CRISPR-geassocieerd proteïne 9. Een basis CRISPR-Cas9-systeem bestaat uit een Cas9-endonuclease en een klein RNA dat Cas9 naar het doel-DNA leidt.

Oorsprong

CRISPR-sequenties werden voor het eerst waargenomen in bacteriën en later geïdentificeerd in archaea. Onderzoekers ontdekten dat het CRISPR-Cas9-systeem een adaptieve immuunafweer dient tegen binnenvallende virussen. Veel bacteriën en de meeste archaea vangen korte sequenties van het virale DNA op om een bibliotheek van virus-DNA-segmenten te creërens of CRISPR-arrays. Wanneer de prokaryoten opnieuw worden blootgesteld aan hetzelfde virus of dezelfde klasse van virussen, worden CRISPR-arrays gebruikt om kleine RNA-segmenten te transcriberen die helpen om virale indringers te herkennen en vervolgens viraal DNA te vernietigen met Cas9 of een vergelijkbaar endonuclease.

Met behulp van CRISPR-Cas9-technologie

CRISPR-Cas9 wordt veel gebruikt in het laboratorium om DNA te verwijderen en in plaats daarvan een nieuwe DNA-sequentie in te voegen. Om dit te bereiken, moeten onderzoekers eerst een klein RNA-fragment maken, het gids-RNA, met een korte sequentie die de gidssequentie wordt genoemd en die bindt aan een specifieke doelsequentie op genomisch DNA. Het gids-RNA kan ook associëren met Cas9 (of andere endonucleasen zoals Cpf1). Het gids-RNA en Cas9-eiwit worden toegediend aan een cel van belang waar het gids-RNA de doel-DNA-sequentie identificeert en Cas9 deze splitst.

De machinerie van de cel herstelt vervolgens de gebroken strengen door willekeurige nucleotiden in te voegen of te verwijderen, waardoor het doelgen inactief wordt. Als alternatief kan acUstomized DNA-sequentie kan in de cel worden geïntroduceerd samen met het gids-RNA en Cas9, dat dient als een sjabloon voor de reparatiemachines en de uitgesneden sequentie vervangt. Dit is een zeer effectieve manier voor onderzoekers om een gen 'uit te schakelen' om de effecten ervan te bestuderen of om een gemuteerd gen te vervangen door een normale kopie in de hoop een ziekte te genezen.

Ethische en haalbaarheidsoverwegingen bij mensen

Als resultaat van de aanzienlijke mogelijkheden voor genmodificatie van het CRISPR-Cas9-systeem, is er veel discussie geweest over het gebruik ervan, vooral met betrekking tot het bewerken van embryo's. Een Chinese wetenschapper beweerde onlangs genoom-bewerkte baby's te hebben gemaakt met behulp van CRISPR-technologie om een gen uit te schakelen dat betrokken is bij HIV-infectie. Dit leidde tot een wereldwijde verontwaardiging van wetenschappers die bezorgd waren over de ethische en veiligheidsoverwegingen van de procedure. Velen hebben de verhuizing voorbarig genoemd en anderen hebben hun bezorgdheid geuit over genomische effecten buiten het doelwit. Terwijl het aantal mogelijke biotechapplicaOmdat het CRISPR-Cas9-systeem talrijk is, is het belangrijk om rekening te houden met toekomstige uitdagingen die zich kunnen voordoen als gevolg van het gebruik ervan.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter