- Vědci z Číny našli nový způsob jak upravovat DNA
- Metoda je třikrát účinnější než původní enzymové editory
- Díky upravené DNA budeme možná mít rostliny odolné vůči nejrůznějším chorobám a suchu
Úprava DNA již není pouze sci-fi. Technologie jako CRISPR změnily způsob, jakým vědci mohou opravovat nebo měnit jednotlivé geny. Jedna z největších výzev v oblasti genetického inženýrství však zůstává nevyřešena. Jak spolehlivě a přesně upravovat dlouhé úseky DNA, které zahrnují tisíce až miliony bází? Tým čínských vědců pod vedením profesora Gao Caixia z Čínské akademie věd na to pravděpodobně přišel díky vývoji zcela nového systému programovatelného chromozomového inženýrství (PCE). Tento nástroj dokáže manipulovat s velkými fragmenty DNA s více než 3,5násobnou účinností oproti tradičním editorům na bázi enzymů.
Odolnější rostliny díky modifikaci DNA?
Základem této inovace je technologie Cre-Lox, vyvinutá v 80. letech a používaná k vkládání nebo nahrazování velkých segmentů DNA. Bohužel měla jedno velké omezení, čím větší byl segment DNA, tím více klesala její účinnost. Navíc často zůstávaly genetické „jizvy“, které ztěžovaly další úpravy. V některých případech se úpravy mohly dokonce časem vrátit zpět, což omezovalo dlouhodobý potenciál této metody.
Tým profesora Gao tento enzymatický přístup kompletně přepracoval. Nové systémy PCE zajišťují, že genetické úpravy zůstanou trvalé.
Jak funguje technologie PCE?
Každá buňka má DNA uspořádanou v chromozomech, můžeme si to představit jako knihy, které jsou složené z milionů písmen genetického kódu. Technologie CRISPR dokáže měnit jednotlivá písmena nebo skupiny písmen, zatímco Cre-Lox je schopný přepisovat celé „kapitoly“.
Nový systém PCE je tak vylepšená verze Cre-Lox, kdy se do úseku DNA vkládají „záložky“, které určují, kde má k zásahu dojít. Následně se použije programovatelný enzymový systém, který tyto záložky rozpozná a provede požadovanou úpravu, jako je odstranění, vložení, výměna nebo otočení vybraného fragmentu.
Budeme mít odolnější rostliny?
Co z toho vyplývá? Nová technologie PCE umožňuje mnohem rychleji a přesněji upravovat genomy plodin, a to i u složitých druhů s velkým počtem bází DNA. Díky tomu lze cíleně měnit vlastnosti, jako je odolnost vůči chorobám, škůdcům nebo suchu. Možné je také zvýšit výnos nebo zlepšit nutriční hodnoty. Podle pekingské pobočky Čínské akademie věd by manipulace se strukturálními variacemi v genomu mohla také pomoci při léčbě genetických onemocnění.
