Επισκευή DNA μετά από κοπή CRISPR όχι καθόλου αυτό που οι άνθρωποι σκέφτηκαν
Το CRISPR-CAS9 είναι ένα εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων που επιτρέπει στους επιστήμονες να κάνουν ακριβείς αλλαγές στο DNA των ζωντανών κυττάρων. Το εργαλείο χρησιμοποιεί ένα μόριο RNA οδηγού για να στοχεύσει μια συγκεκριμένη αλληλουχία DNA και στη συνέχεια η πρωτεΐνη Cas9 κόβει το DNA σε αυτή τη θέση. Αυτή η περικοπή ενεργοποιεί τους φυσικούς μηχανισμούς επισκευής του κυττάρου DNA για να κλωτσήσει σε δράση και το κύτταρο επισκευάζει το DNA χρησιμοποιώντας μία από τις δύο κύριες οδούς:μη ομόλογη άκρη (NHEJ) ή επισκευή που κατευθύνεται από ομολογία (HDR).
Το NHEJ είναι μια γρήγορη και επιρρεπής σε σφάλματα επιδιόρθωσης που απλά ενώνει τα δύο σπασμένα άκρα του DNA πίσω μαζί, συχνά εισάγοντας μεταλλάξεις στη διαδικασία. Το HDR είναι μια πιο ακριβής οδός επισκευής που χρησιμοποιεί μια ακολουθία DNA προτύπου για να καθοδηγήσει την επισκευή, αλλά είναι πιο αργή και πιο περίπλοκη από το NHEJ.
Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι το HDR είναι η προτιμώμενη οδός επισκευής DNA μετά την κοπή CRISPR, αλλά η νέα μελέτη από τους ερευνητές της Wistar δείχνει ότι αυτό δεν συμβαίνει. Στην πραγματικότητα, το NHEJ είναι η κυρίαρχη οδός επισκευής μετά την κοπή CRISPR, ακόμη και όταν παρέχεται μια ακολουθία DNA προτύπου.
Αυτό το εύρημα θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη θεραπειών γονιδίων με βάση την τεχνολογία CRISPR. Εάν το NHEJ είναι η κυρίαρχη οδός επισκευής, τότε είναι πιο πιθανό ότι τα πειράματα επεξεργασίας γονιδίων θα εισαγάγουν ακούσιες μεταλλάξεις στο γονιδίωμα. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε σοβαρές ανησυχίες για την ασφάλεια για τις θεραπείες γονιδίων που βασίζονται στην τεχνολογία CRISPR.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η αποτελεσματικότητα της επιδιόρθωσης του DNA μετά την κοπή CRISPR εξαρτάται από τη συγκεκριμένη αλληλουχία DNA που στοχεύει. Ορισμένες αλληλουχίες DNA είναι πιο πιθανό να επισκευαστούν από το NHEJ από άλλες, και αυτό θα μπορούσε να κάνει πιο δύσκολη την επίτευξη ακριβούς επεξεργασίας γονιδίων με την τεχνολογία CRISPR.
Τα ευρήματα της νέας μελέτης από τους ερευνητές της WISTAR παρέχουν σημαντικές νέες γνώσεις σχετικά με τη διαδικασία επισκευής DNA μετά την κοπή CRISPR. Αυτές οι ιδέες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη βελτίωση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας των γονιδιακών θεραπειών που βασίζονται στην τεχνολογία CRISPR.
Εκτός από τις συνέπειες για τη γονιδιακή θεραπεία, τα ευρήματα της νέας μελέτης θα μπορούσαν επίσης να έχουν επιπτώσεις για την κατανόησή μας για το πώς λειτουργεί η επισκευή του DNA εν γένει. Η μελέτη δείχνει ότι το NHEJ είναι μια πιο ευπροσάρμοστη και σημαντική οδός επισκευής DNA από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί και θα μπορούσε να ρίξει φως στο πώς τα κύτταρα επιδιορθώνουν βλάβη του DNA από άλλες πηγές, όπως η ακτινοβολία και η χημειοθεραπεία.
