Para ilmuwan telah menyajikan versi baru dari alat pengeditan gen yang terkenal. CRISPRsalah satu yang dapat “menjeda” gen tertentu untuk sementara waktu daripada mematikannya secara permanen.
Revolusi CRISPR dimulai pada tahun 2012, ketika Jennifer Doudna Dan Emmanuelle Charpentier – Sekarang Pemenang Nobel – menerbitkan penemuannya tentang a teknik pengeditan gen baru Lebih akurat dan efisien dibandingkan apa pun yang diuji sebelumnya. Sejak itu, CRISPR telah mengubah penelitian genetika dan baru-baru ini disetujui untuk terapi gen pertama di jenisnya bagi penderita kelainan darah.
Sistem CRISPR asli bekerja dengan mengenali urutan DNA tertentu dan kemudian memotong bagian untai DNA tersebut, sehingga secara efektif menonaktifkan gen tersebut secara permanen. Sayangnya, teknik ini memiliki risiko, seperti pemotongan yang “tidak sesuai target” yang memotong gen yang salah.
Namun kini, para peneliti di Universitas Vilnius di Lituania telah memperkenalkan seperangkat alat genetika baru yang lebih serbaguna yang disebut sistem CRISPR tipe IV-A. Dijelaskan dalam penelitian yang diterbitkan 29 Oktober di jurnal Komunikasi AlamSistem ini menonaktifkan gen secara tidak permanen, sehingga memberi peneliti kontrol lebih besar terhadap aktivitas gen.
Sistem CRISPR tipe IV-A tidak memotong DNA. “Sistem Tipe IV-A benar-benar unik dalam aktivitas molekulernya,” kata penulis utama studi tersebut. Patricio Pauschkata seorang peneliti genetika dan profesor di Universitas Vilnius kepada Live Science melalui email. “Kebanyakan sistem CRISPR lainnya… begitu mereka menemukan suatu gen, mereka memotongnya, dan selesai! Sebaliknya, sistem tipe IV-A terus-menerus bertindak berdasarkan gen yang diinginkan, secara efektif memijat DNA-nya, boleh dikatakan demikian.”
Sistem tipe IV-A adalah pertama kali ditemukan pada tahun 2018dan masuk banyak publikasiPara ilmuwan telah melaporkan cara kerja sistem secara umum. Dalam studi baru mereka, Pausch dan rekan-rekannya mengungkapkan struktur rinci molekul dalam sistem CRISPR tipe IV-A. Mereka menggunakan mikroskop krio-elektron, suatu teknik di mana protein beku dibombardir dengan elektron untuk membuat gambar tiga dimensi dari molekul tersebut.
Para peneliti menunjukkan bahwa dengan mengungkap heliks ganda DNA, sistem tipe IV-A dapat menekan aktivitas suatu gen secara stabil namun reversibel tanpa harus memotong DNA-nya.
“Kekuatan teknik ini adalah membungkam ekspresi gen tanpa mengubah urutan DNA.” Ryan Jacksonahli biokimia di Utah State University yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan kepada LiveScience melalui email. “Strategi ini bisa sangat berguna di laboratorium penelitian, di mana seorang ilmuwan mungkin ingin membungkam ekspresi untuk sementara waktu, namun kemudian mengaktifkannya kembali untuk mengamati hasilnya.”
Pausch mengatakan penelitiannya meletakkan dasar untuk iterasi sistem ini di masa depan. “Kami menjelaskan proses molekuler yang mendasari aktivitas ini, memungkinkan kami mengadaptasi sistem ini untuk aplikasi pengeditan genom generasi berikutnya,” katanya. Sistem yang dijelaskan dalam makalah ini menggunakan satu jenis enzim untuk melepaskan DNA, namun enzim yang berbeda juga dapat digunakan. Misalnya, ada enzim yang dapat memodifikasi epigenetika yang mempengaruhi gen tertentu, yaitu faktor yang mempengaruhi aktivitas gen tanpa mengubah urutan DNA-nya.
Sistem ini juga dapat membungkam gen yang terletak jauh dari urutan target DNA aslinya. Pasalnya, peneliti menggunakan enzim bernama DinG yang memiliki kemampuan untuk melepas heliks ganda DNA dan kemudian bergerak di sepanjang untai DNA.
“Mekanisme pembungkaman ‘jarak jauh’ ini berbeda dari metode lain yang sudah ada yang mengandalkan interaksi langsung dengan urutan yang akan dibungkam,” kata Jackson. Alat seperti itu dapat membantu para ilmuwan lebih memahami cara-cara kompleks dalam mengendalikan aktivitas gen, katanya. .
Di masa depan, Pausch dan rekan-rekannya berharap dapat mengisi lebih banyak rincian yang hilang tentang cara kerja sistem, terutama bagaimana molekul dan enzim CRISPR berubah bentuk saat mereka menekan gen. Setelah ini, tim berharap untuk mulai mengeksplorasi potensi penerapan terapeutik dari teknologi tersebut.
Salah satu cara mereka melihat sistem ini diterapkan dalam dunia kedokteran adalah sebagai platform bagi editor genom generasi berikutnya. Para editor ini dapat langsung mengedit beberapa huruf dari kode DNA; meningkatkan atau menurunkan ekspresi gen tertentu untuk sementara; atau edit “epigenom“Alat-alat ini bisa digunakan di klinik untuk mengobati penyakit, serta di bidang pertanian untuk meningkatkan hasil atau mengurangi sisa makanan.
Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa? Beberapa orang membentuk otot lebih mudah dibandingkan yang lain. salah satu Mengapa bintik-bintik muncul di bawah sinar matahari?? Kirimkan pertanyaan Anda kepada kami tentang cara kerja tubuh manusia komunitas@livescience.com dengan baris subjek “Health Desk Q” dan Anda akan dapat melihat jawaban atas pertanyaan Anda di situs web.
