Novo istraživanje počinje da piše pravilnik o tome kako efikasno koristiti CRISPR tehnologiju aktivacije.
Istraživači sa Vellcome Sanger instituta i saradnici su koristili ljudske matične ćelije i neurone da bi istražili karakteristike koje utiču na to koliko dobro CRISPR aktivacija funkcioniše za različite skupove gena.
Objavljena 13. marta 2023. u Molecular Cell, studija objašnjava pravila koja određuju u kojoj meri geni reaguju na CRISPR aktivaciju, osiguravajući da buduća istraživanja mogu biti dizajnirana što je efikasnije moguće.
CRISPR aktivacija (CRISPRa) je vrsta CRISPR uređivanja gena koja se koristi za prekomernu ekspresiju određenih gena. Iako se ova tehnika široko koristi, predviđanje njene efikasnosti kada je usmerena na određene tačke u genomu može biti izazovno, što otežava pouzdano prekomerno izražavanje određenih gena.
Ova nova studija integrisala je marker gen na hiljadama tačaka u genomu linije ljudskih matičnih ćelija, koja je zatim aktivirana pomoću CRISPRa, da bi se videlo gde je ovo bilo uspešno. Linija matičnih ćelija koristi se diferencira u neurone, omogućavajući timu da prikupi i informacije o efikasnosti CRISPRa u različitim tipovima ćelija.
Tim je otkrio više karakteristika koje utiču na efikasnost CRISPRa, uključujući nivo ekspresije, status hromatina, stanje ćelije i lokaciju gena. Otkrili su da bivalentni geni, koji su ključni geni regulatora razvoja koji imaju i potisnuće i aktivirajuće oznake u istom regionu, mogu biti snažno aktivirani pomoću CRISPRa. Takođe su otkrili da CRISPRa može postići iste nivoe prekomerne ekspresije koji su neophodni da bi se pokrenule značajne promene u stanju ćelije i izazvale njihove diferencijacije.
Tim je otkrio da iako većina gena može da se aktivira pomoću CRISPRa, nije svaka ćelija reagovala u istoj meri. Na primer, geni koji sadrže regulatore koji potiskuju H3K9me3, i stoga su zaštićeni od aktivacije, pokazali su veće varijacije u odgovoru.
Ovi podaci po prvi put pokazuju da je CRISPRa generalno primenljiv u svim stanjima hromatina i tipovima ćelija, i ističu faktore koji utiču na stepen aktivacije gena i koliko je lako reprodukovati efekte. Razumevanje ovih faktora je važno u dizajnu i analizi CRISPRa ekrana, koji se koriste za traženje gena uključenih u genetske bolesti.
Potrebna su dalja istraživanja da bi se nastavilo sa dodavanjem ovih pravila i da bi se videlo da li se različite tehnike ometanja CRISPRa ili CRISPR ponašaju na sličan način.
Dr Kiankin Vu, prvi autor sa Vellcome Sanger instituta, primetio je: „Naše istraživanje je uspostavilo sistem za izveštavanje o efikasnosti CRISPR aktivacije u matičnim ćelijama, omogućavajući nam da bolje razumemo kako CRISPRa funkcioniše u više stanjima ćelija. takođe je pokazao da je aktivacija CRISPR gena dovoljno moćna da indukuje matične ćelije da se diferenciraju u druga stanja ćelija.Ovo sugeriše da se CRISPRa ekrani mogu koristiti za traženje gena uključenih u ćelijske procese ili za generisanje preciznijih modela tipova ćelija u telu, pomažući istraživanja genetskih bolesti i regenerativne medicine“.
Dr Andrev Bassett, stariji autor sa Vellcome Sanger instituta, je primetio: „Aktivacija CRISPR-a je široko korišćena i neverovatno vredna tehnika kada je u pitanju uređivanje genoma, a naše istraživanje ima za cilj da podrži one koji je koriste i pomogne im da izvuku maksimum Istražujući faktore koji utiču na efikasnost CRISPRa na sistematski način, stvorili smo skup pravila koja pokazuju gde je najefikasniji ili najmanje efikasan i produbili naše razumevanje uključenih faktora.“
