Редагування генів — це цілеспрямована модифікація ДНК у певному місці геному, наприклад видалення, вставка або заміна послідовності.
У більшості сучасних робочих процесів роботу виконують три механізми:
- Націлювання.Програмована молекула, як правило, направляюча РНК, направляє редагуючий фермент до відповідної послідовності ДНК.
- Вирізання або модифікація.Нуклеаза, така як Cas9, зазвичай створює розрив у цільовому місці. Новіші інструменти (основний і простий редактори) змінюють ДНК без повного подвійного -розриву.
- Ремонт стільникового зв'язку.Клітина відновлює зміни. Схильне-репарування (NHEJ) має тенденцію порушувати ген. Шаблон-кероване відновлення (HDR) може вставляти визначену послідовність.
Традиційні методи проти редагування генів
| Фактор | Традиційні підходи (селекція, випадковий мутагенез, класична трансгенетика) | Програмоване редагування генів |
| Точність | Низький; зміни часто є випадковими або їх важко знайти | Загалом високий, хоча слід оцінити-нецільові ефекти |
| Хронологія | Від місяців до років | Часто від тижнів до місяців, залежно від моделі |
| Проектні зусилля | Екран-важкий | Дизайн-важкий спереду, менше екранування пізніше |
| Вимоги до лабораторії | Широке, загальне-призначення | Як правило, потрібні контрольовані клітинні-культури та молекулярні робочі процеси |
| Нормативна увага | Варіюється | Залежить від юрисдикції та застосування; інституційна перевірка біобезпеки є загальною |
Емпіричне правило для прийняття рішень:
- Якщо ваша мета - аконкретний, визначенийгенетичні зміни, програмоване редагування, як правило, краще підходить.
- Якщо вам потрібна широка, неупереджена варіація і ви можете дозволити собі скринінг, традиційний мутагенез може мати сенс.
- Якщо ваша команда виконуватиме редагування частіше, ніж час від часу, сплануйте кімнату навколо робочого процесу, а не адаптуйте його пізніше.
Основні технічні компоненти
Програмована нуклеаза.CRISPR-асоційовані ферменти (варіанти Cas9, Cas12) є найпоширенішими. Старіші інструменти, такі як ZFN і TALEN, як правило, важче перенацілювати-, оскільки для кожної нової цілі зазвичай потрібен новий білок.
Направляюча РНК (gRNA).Ця коротка РНК визначає, де діє редактор. Якість дизайну сильно впливає як на ефективність, так і на-нецільовий ризик.
Шлях ремонту та шаблон.Результат залежить від того, як клітина відремонтує розрив. Зазвичай для точних вставок потрібен шаблон донора.
Спосіб доставки.Варіанти включають електропорацію, ліпідні наночастинки, вірусні вектори та пряму доставку рибонуклеопротеїну (RNP). Вибір зазвичай залежить від типу клітини, масштабу та вимог безпеки. Це також формує простір для лавок, поводження з відходами та потреби в утриманні.
Як це пов’язано з рішеннями лабораторії BOKA
Саме редагування генів є рішенням біології. Надійність роботи частково залежить від інфраструктури. BOKA не постачає реагенти для редагування. Ми проектуємо та створюємо лабораторне середовище навколо робочого процесу.
У більшості лабораторій редагування точки інтеграції виглядають так:
Лабораторні столи.Хімічні-стійкі,-легкі-очищувані поверхні підтримують звичайну клітинну-культуру та молекулярну роботу. Макети можуть розділяти етапи перед- і після-ампліфікації, щоб зменшити перехресне-зараження.
Системи вентиляції та очищення.Контрольований потік повітря та очищення повітря допомагають підтримувати стабільне робоче середовище. Вимоги залежать від вашої оцінки ризику.
Витяжні шафи.Необхідний, коли робочі процеси включають небезпечні хімічні речовини, наприклад під час екстракції чи підготовки буфера.
Центральні станції та бічні столики.Вони підтримують гнучкі спільні робочі простори та обладнання, наприклад центрифуги та термоциклери.
Обслуговування стельових стовпів ігазові балонні шафи.Вони забезпечують організований доступ до електроенергії, даних і газових послуг (наприклад, CO₂ для інкубаторів) з меншою кількістю безладу на робочому місці.
Шафи біобезпеки, рівні утримання та сертифікати зазвичай відповідають перевірці біологічної безпеки вашої установи. Зазвичай ми плануємо планування приміщення, інженерні комунікації та повітряний потік відповідно до цих вимог на етапі проектування.
Де це підходить, а де ні
Загалом добре підходить:
- Академічні чи інституційні дослідницькі лабораторії, що створюють клітинні-лінії чи моделі-можливості редагування організму
- Біотехнологічні-стартапи створюють свої перші комплекси для молекулярної біології та-клітинних культур
- Основні засоби, які підтримують кілька проектів редагування зі спільним обладнанням
- Навчальні лабораторії, які знайомлять із-технологіями геномної інженерії
- Існуючі лабораторії розширюються до редагування, які потребують зонального макета з кращим потоком повітря та доступом до інженерних комунікацій
Зазвичай не підходить:
- Команди, яким потрібні послуги з редагування реагентів, ферментів або синтезу. BOKA їх не постачає.
- Проекти, які потребують спеціального сертифікованого рівня утримання без завершеної інституційної оцінки ризику. Ця оцінка зазвичай має бути першою.
- Разові-експерименти, які можна проводити через контрактну дослідницьку організацію, де виділений простір важко виправдати.
FAQ
Редагування генів – це те саме, що генна інженерія?
Не точно. Генна інженерія – це ширший термін. Редагування генів зазвичай стосується точних цілеспрямованих змін у визначеному місці.
Чи є CRISPR єдиним методом-редагування генів?
Ні. ZFN і TALEN також існують. CRISPR, як правило, є кращим через його гнучкість і нижчу вартість проектування.
Чи потрібна спеціальна лабораторія для редагування генів?
У більшості випадків потрібна контрольована культура-клітин і молекулярний робочий процес, а не один конкретний тип приміщення. Вимоги залежать від організму, переносників і місцевих правил.
Чи може BOKA допомогти спланувати лабораторію для цієї роботи?
Так, для планування, лавок, вентиляції, очищення та комунікацій. Біологічні протоколи та схвалення біобезпеки залишаються у вашій установі.
Плануєте лабораторію для-редагування генів?Поділіться своїм робочим процесом і обмеженнями простору зБОКАкоманда. Ми можемо разом з вами розглянути планування, повітряний потік і вимоги до комунікацій перед початком будівництва.