Wunderkind gen düzenleme aracı, ilaçları teslim edebilen ve biyolojik sinyalleri algılayabilen akıllı malzemeleri tetiklemek için kullanılır.
CRISPR ‘ın yapamayacağı bir şey var mı?
Bilim insanları genetiği değiştirilmiş organizmaları belirlemek ayrıca hayvan gelişimini izlemek, hastalıkları tespit etmek ve zararlıları kontrol etmek için gen düzenleme aracını kullandılar.
Şimdi, bunun için başka bir uygulama daha buldular: komutlarını değiştirerek akıllı materyaller oluşturmak için CRISPR kullanmak.
Araştırmacılar, 22 Ağustos’ta Science ‘ta rapor ettikleri şekil değiştiren materyaller, ilaç dağıtmak ve hemen hemen her biyolojik sinyal için kontrol oluşturmak için kullanılabilir.
Çalışma, Cambridge ‘teki Massachusetts Institute of Technology’de biyomühendis olan James Collins tarafından yönetildi.
Collins’in ekibi, DNA hidrojelleri olarak bilinen DNA iplikçiklerinin bir arada tuttuğu su dolu polimerlerle çalıştı. Bu malzemelerin özelliklerini değiştirmek için, Collins ve ekibi Cas12a adlı bir DNA-kesim enzimi kullanan bir CRISPR biçimine döndü. (CRISPR-Cas9 gen-editörü, bir DNA dizisini istenen noktada kesmek için Cas9 enzimini kullanır.) Cas12a enzimi, belirli bir DNA dizisini tanımak için programlanabilir.
Enzim, hedef DNA zincirini keser, daha sonra yakınlardaki tek DNA zincirini ayırır.
Bu özellik, araştırmacılara, Cas12a’nın bir uyarıcıdaki hedef diziyi tanıdıktan sonra parçalanan bir hedef DNA dizisi ve tek DNA dizileri içeren bir dizi CRISPR-kontrollü hidrojel inşa etmesine izin verdi. Tek DNA iplikçiklerinin dağılması, hidrojellerin şeklini değiştirmeye veya bazı durumlarda tamamen çözülmeye başlar. (Bkz. “CRISPR kontrollü jeller”).
Ekip, uyarıcılara cevaben enzimleri, küçük molekülleri ve hatta bir tedavinin parçası olabilecek insan hücrelerini serbest bırakmak için programlanan hidrojeller yarattı.
Collins, jellerin, örneğin bir tümör varlığında kanser ilaçlarını veya bir enfeksiyon etrafındaki antibiyotikleri serbest bırakan akıllı terapötikler yapmak için kullanılabileceğini umuyor.
Akıllı hedefler
Araştırmacılar ayrıca CRISPR kontrollü hidrojelleri elektronik devrelere entegre etti. Bir yaklaşımda, bir elektronik devreye bağlı olan mikroakışkan hazne adı verilen küçük bir çip benzeri cihazın içine hidrojeller yerleştirmişlerdir.
Cihaz, Ebola virüsü ve metisiline dirençli Staphylococcusaureus (MRSA) dahil olmak üzere patojenlerden genetik materyalin saptanmasına yanıt olarak kapatıldı.
Ekip, laboratuar örneklerinde Ebola’dan gelen genetik materyali tanıdığında kablosuz bir sinyal gönderen bir prototip teşhis aracı geliştirmek için hidrojelleri bile kullandı. Bir ekip üyesi bir kablosuz detektör taşıdığında, yakındaki pozitif örnekleri tespit edebildi.
New York, Ithaca ‘daki Cornell Üniversitesi’nden bir biyomühendis olan Dan Luo, CRISPR hidrojellerinin diğer duyarlı hidrojellerde bir gelişme olduğunu, çünkü bilim insanlarının materyalde neyin tetiklendiğini kolayca belirleyebileceğini söylüyor.
Akıllı hidrojeller yaratma çabaları, belirli DNA dizilerini kesmeyen ya da sadece az sayıda spesifik diziyi kesen, uyumluluklarını sınırlayan enzimler kullanmıştır.
Collins, “Şu anda CRISPR çağındayız” diyor. “Biyoloji ve biyoteknolojiyi ele geçirdi. Maddelerin ve biyo-malzemelerin içine girebileceğini gösterdik. ”
Bunlar da ilginizi çekebilir:
Çin CRISPR Devrimi ile, Gen Düzenlemede Dünya Lideri Oldu.
Çinli Bilim İnsanları Tarafından Yapılan 10 Genetik Başarı ve Bulgu
CRISPR’A Yepyeni Bir Yaklaşım! Gen Düzenlemesi Kusursuza Ulaşabilir!..
Çeviri: Ülkü Güngör
Kaynak: https://www.nature.com/articles/d41586-019-02542-3
