Rpesquisadores na China desenvolveram um novo método que lhes permite inserir longos trechos de DNA em um genoma. O processo, chamado de edição GRAND, é um dos poucos novos sistemas destinados a usar dois RNAs guias de edição primária parcialmente complementares (pegRNAs) para aumentar a eficiência de inserções em larga escala, diz David Liu, pesquisador do Howard Hughes Medical Institute e gene pesquisador de edição do Broad Institute do MIT e da Universidade de Harvard, que não esteve envolvido no novo estudo. Graças à estabilidade do DNA de fita dupla que se forma quando esses pegRNAs são transcritos reversamente, essas ferramentas aumentam as chances de que o DNA recém-escrito seja integrado ao genoma no lugar da sequência nativa.
Hao Yin do Instituto de Pesquisa Médica da Universidade de Wuhan diz O cientista que ele foi motivado a desenvolver a técnica porque as plataformas de edição de genes existentes são “altamente eficazes para nocaute de genes, mas não para inserção direcionada”. Yin diz que foi importante desenvolver uma maneira de inserir grandes fragmentos em um genoma devido ao potencial terapêutico de tal abordagem para condições genéticas.
Yin explica que com a edição convencional de prime, as inserções de apenas algumas dezenas de pares de bases são feitas com apenas cerca de 20 por cento de eficiência, e um pré-impressão publicado no ano passado mostra que a edição prime é basicamente não funcional para inserções de mais de 66 pares de bases, o que é consideravelmente menor do que o indel humano típico. A edição GRAND pode inserir consistentemente sequências de algumas centenas de pares de bases e ocasionalmente criar inserções de 1.000 pares de bases, de acordo com um estudo que Yin e colegas publicaram em Métodos da Natureza em fevereiro.
A edição primária tradicional usa um único pegRNA para fornecer uma enzima Cas9 à sequência de DNA alvo. O Cas9 então corta um fio para abrir espaço para uma inserção. O pegRNA serve como um modelo de transcrição reversa para uma única fita de DNA que é integrada ao genoma e cuja fita oposta é escrita pela maquinaria de reparo do DNA da célula hospedeira. Ao fornecer um segundo complexo pegRNA-Cas9 com uma sequência parcialmente complementar ao primeiro, o sistema GRAND gera uma estrutura de fita dupla que é menos provável de ser digerida por enzimas celulares e tem maiores chances de inserção no genoma. Com este sistema, os pesquisadores inseriram trechos de 150 pares de bases com 63% de eficiência, inserções de 250 pares de bases com 28,4% de eficiência e segmentos de 1.000 pares de bases com menos de 1% de eficiência.
O CIENTISTA FUNCIONÁRIOS
Liu, que ajudou a criar outro novo método de edição de genoma chamada de edição básicadiz O cientista via e-mail que o novo estudo “acrescenta a um conjunto crescente de publicações” que usam dois pegRNAs para inserir segmentos mais longos de DNA. De fato, Liu foi coautor de um 2021 Biotecnologia da Natureza artigo descrevendo uma abordagem semelhante que permitiu à equipe inserir com sucesso um plasmídeo com mais de 5.000 pares de bases de comprimento. “Essas abordagens de pegRNA duplo mostram como as aplicações criativas de edição primária podem abrir novas e empolgantes aplicações, incluindo algumas que podem contribuir para novas formas de terapia de reposição gênica”, escreve Liu.
Enquanto isso, Yin diz por e-mail que ele e sua equipe estão “trabalhando para melhorar a eficiência da edição GRAND [for] sequências de tamanho de 1 kb” e otimizar a técnica para torná-la um meio mais robusto de editar genomas.
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