Ученые возродили древний ген, который может подскочить между хромосомами в клетках данио-рерио, лосося и людей. Их работа могла преодолеть камень преткновения для генотерапии путем обеспечения, что ген фактически вставляется в хромосому клетки – мишени, где это закажет производство терапевтических протеинов.
Эксперты говорят новый метод, сообщил в текущей проблеме Клетки, мог также быть полезный инструмент для изучения эмбрионального развития.Лауреат Нобелевской премии Барбара Макклинток поняла в 1940-х, что определенные гены могут «подскочить» от одной хромосомы до другого. Эти так называемые взаимозаменяемые элементы или транспозоны, сжимают себя в хромосомы хозяина. Макклинток нашел их в геноме зерна, например, и у них есть копии у дрозофил.
В 1994 первые позвоночные транспозоны были обнаружены у данио-рерио, но они были бездействующими и, казалось, были заставленные замолчать миллионы лет назад.Возродить рабочий позвоночный транспозон, молекулярного генетика Перри Хэкетта в Миннесотском университете, Городах-побратимах, и его коллегах Золтане Ивиксе, Цсазсэнне Изсвэке и Рональде Плэстерке, превращенном к геному лосося, где транспозоны были активны позже в эволюционное время.
Бригада тралила геном лосося для примеров бездействующих транспозонов, затем устранила допустимые мутации. Наконец, они соединили транспозон на основе компьютерных выравниваний и их собственного суждения от их знания подобных последовательностей в других генах. Не только мог, их новое строительство, названная «Спящая красавица», квитанция в хромосомы, но маленький испытательный ген, соединенный в транспозон, были также импортированы в ДНК рыбы и клеток человека. Когда объединено с липидами для поставки генов клеткам транспозон записал 20-кратное увеличение на свой счет эффективности при вставке генов в хромосомы.
«Эта работа является реальным удивлением», говорит Джеф Боек, молекулярный генетик в Университете Джонса Хопкинса, добавляющий, что это представляет «действительно важную ‘машину интеграции’ для получения иностранных генов в клетки – мишени». Но несколько обручей остаются, прежде чем Спящая красавица готова к генотерапии.
Транспозон вставляет себя почти беспорядочно в хромосомы клетки – хозяина, и таким образом, он мог приземлиться посреди желательного гена и вызвать вредную мутацию. Это должно будет также быть адаптировано для переноса генов, достаточно больших для кодирования для многих терапевтических протеинов.Тем временем Боек говорит, что Спящая красавица могла обеспечить новый и лучший способ создать мутантов для изучения эмбрионального развития, так как инактивированный ген может быть «помечен» с помощью короткой последовательности ДНК, вставленной транспозоном. Спящая красавица «могла быть почти универсальным инструментом мутагенеза» для позвоночных животных, говорит Боек.
Также, новое открытие могло ускорить коллектор понимание того, как эмбрион становится взрослым организмом.