CRISPR是什么?

有超过60亿个字母或核苷酸的DNA基因组。这些包含所有所需的信息创建一个单独的有机体。特定的DNA序列,称为基因,包含蛋白质决定一切我们如何的外观和功能。我们希望有一些差异在这些序列,导致个体差异人类,但有时这些指令有明显的突变,或更改,可以导致严重的疾病,如癌症。

想象要找出哪些变化序列的长串60亿封信对靶向治疗疾病很重要。,一旦你确定一些重要的基因,你如何修复这些突变?

一个改变游戏规则的发现2012年的系统称为CRISPR引发了一场生物医学革命突破过去十年。科学家们可以用它来目标、编辑、修改和调节基因,把任何他们想要的酶或蛋白在基因组的任何位置。这使他们找到新的治疗目标和理解不同的基因是如何影响细胞的方式以前是不可能的。

但是我们怎么应用CRISPR理解癌症吗?我们采访了特拉弗哈特博士。在生物信息学和计算生物学副教授,了解更多关于CRISPR以及它如何可以用来推进癌症治疗。

CRISPR是什么?

CRISPR代表定期聚集空间短回文的重复序列。一口,所以科学家们称它为CRISPR。这些重复序列的遗传密码首次发现在细菌和后来被发现是小说的一部分细菌对噬菌体适应性免疫系统,病毒攻击细菌。

该系统结合了CRISPR DNA序列和一组Cas (“CRISPR作为关联”)蛋白质识别和消灭入侵的病毒DNA。它还嵌入一个样本的这些CRISPR之间的病毒DNA序列,以便它可以很容易地识别和攻击在未来同样的病毒。多亏了这个意想不到的发现大肠杆菌细菌,科学家现在可以利用这种方法和人体细胞内以类似的方式使用它。

CRISPR是如何工作的呢?

的主要部分CRISPR系统Cas核酸内切酶,Cas蛋白质DNA链。这些ca蛋白可以通过编程找到17 - 24-letter序列通过附加一个指导RNA独特与特定DNA匹配目标。这是类似于一个关键匹配一个锁。188bet体育网址研究者有一个大图书馆指南rna可以匹配不同的某些部分基因在人类基因组中。

一旦CRISPR添加到一个细胞,它搜索和匹配目标结合序列的DNA,并附加ca蛋白被激活科学家们问它做什么。一些ca蛋白——比如Cas9——可以减少或破坏DNA。这是原蛋白质中发现的细菌。其他人已经打开或关闭基因工程,没有削减它。这允许研究人员找到更多关188bet体育网址于如果细胞产生太多(upregulation)或太少)差别(对这些基因的蛋白质和如何可以影响细胞的结果。

我们如何使用CRISPR研究癌症在人类细胞?

在过去的几十年中,研究已经完成在酵母细胞和其他生物模型,科学家可以有效地编辑基因组。发现CRISPR变化中起到了重要作用。

我们可以在人类细胞中直接编辑基因组以前所未有的缓解由于CRISPR。

一旦CRISPR削减目标DNA,维修或更换使用不同的序列。科学家们用这种方法来摧毁人类基因在癌细胞和确定哪些基因对肿瘤细胞的生长至关重要而不损伤正常细胞。这让我们提名候选基因药物靶点,可以高度肿瘤特异性。我的实验室正试图找到更好的方法来杀死肿瘤细胞通过禁用多个基因同时使用不同的Cas叫做Cas12a的蛋白质。这给了我们更多的了解不同的基因在肿瘤细胞和蛋白质共同促进癌症恶化。

最近的一项研究,洋平吉浜博士罗纳德•Depinho医学博士CRISPR用于屏幕癌细胞和识别蛋白JMJD1C castration-resistant目标候选人前列腺癌。另一项研究通过曹国伟Wang博士俊杰Chen博士。CRISPR用于屏幕人类癌症细胞在小鼠模型,发现一个名为KIRREL的蛋白质,这被证明是重要的对肿瘤的抑制。

CRISPR修复基因的人吗?

虽然能够解决的想法“坏”基因治疗疾病是一个值得追求,科学不是在点能够安全有效地这样做。188bet体育网址研究人员也在研究如何使用CRISPR纠正基因缺陷导致beta-thalassemia和镰状细胞性贫血,疾病,影响体内血红蛋白的数量,导致病人需要输血。如果得到批准,这种类型的治疗,叫做exa-cell,将成为第一个CRISPR-based医疗,这是非常令人兴奋的。

CRISPR的下一步计划是什么?

可能性是无限的,可以从使用CRISPR系统获得的信息,只有10年,科学家们只触及表面。正在研究新Cas蛋白质和其它酶,还有关于如何使CRISPR更具体,意外地没有意想不到的目标。

在MD安德森,使用CRISPR继续导致更好的理解癌症细胞功能和如何帮助发现许多方面针对个别治疗某些特定的肿瘤,希望有一天,结束癌症达到我们的目标。

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