Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Sięgnęli po nieosiągalne. Nowatorska technika pozwoli na edytowanie mtDNA
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wstępne wyniki badań klinicznych wskazują, że metoda inżynierii genetycznej CRISPR-Cas9 może być stosowana bezpośrednio w organizmie w celu leczenia choroby. Po raz pierwszy zdobyto dowody wskazujące, że elementy CRISPR-Cas9 mogą być bezpiecznie wprowadzane do krwioobiegu w celu leczenia choroby.
Badania przeprowadzono na osobach cierpiących na rzadką śmiertelną amyloidozą transtyretynową (ATTR). To dziedziczna choroba objawiająca się odkładaniem w całym organizmie nieprawidłowej formy białka o nazwie transtyretyna (TTR).
U wszystkich 6 osób, które brały udział w testach klinicznych, zaobserwowano znaczy spadek TTR, a u osób, które otrzymały wyższą dawkę środka, spadek ten był większy i wynosił średnio 87%.
Dotychczasowe próby kliniczne z wykorzystaniem techniki CRISPR-Cas9 polegały na pobraniu komórek z organizmu pacjenta, poddaniu ich edycji genów i ponownym wprowadzeniu do organizmu. Jednak możliwość edycji genów w organizmie otwiera drogę do zastosowania CRISPR-Cas9 w znacznie większej liczbie chorób niż dotychczas było to możliwe.
To ważny moment na tym polu badawczym. Otwiera się całkowicie nowa epoka w medycynie, mówi Daniel Anderson, inżynier biomedyczny z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Nowa metoda to dzieło firm Intellia Therapeutics i Regeneron.
W przebiegu amyloidozy transtyretynowej dochodzi do nieprawidłowego zawijania białek TTR i ich zbijania się w włókna, które odkładają się w organach wewnętrznych. Choroba atakuje w pierwszej kolejności serce i układ nerwowy. Na całym świecie cierpi na nią około 50 000 osób, a w jej rozwój zaangażowanych jest ponad 100 mutacji w genie TTR.
ATTR powoduje choroby serca, ból i ostatecznie śmierć. Obecnie niewiele można zrobić dla chorych. To okropna choroba. Jeszcze kilka lat temu mogłem jedynie przyglądać się, jak zdrowie pacjentów się pogarsza i umierają, mówi Julian Gillmore, który od 25 lat leczy różne rodzaje amyloidozy w Royal Free Hospital w Londynie.
Amyloidoza transtyretynowa stała się celem nowych terapii, gdyż jest ona jednoznacznie związana z produkcją konkretnego białka. Jeśli udałoby się zablokować tę produkcję, choroba przestaje się rozwijać, a czasem się cofa.
Przed czterema laty w USA zatwierdzono do użytku dwa leki na ATTR. Oba zmniejszają produkcję TTR biorąc na cel mRNA, które je koduje. Leki zmniejszają produkcję TTR o około 80%, jednak muszą być przyjmowane cały czas i nie zawsze działają.
Większość TTR powstaje w wątrobie, a do organu tego łatwo trafiają leki krążące we krwi. Zastosowanie CRISPR-Cas9 w samym organizmie nie jest łatwe. Odpowiednie środki muszą bowiem nie tylko działać w ściśle wyznaczonym miejscu genomu, ale muszą jakoś doń trafić tak, by nie uległy po drodze degradacji i by znalazły się w tym miejscu organizmu, w którym powinny.
Intellia zamknęła w lipidach molekuły RNA kodujące gRNA (naprowadza on na cel Cas9) oraz enzym Cas9, który wycina odpowiedni fragment DNA. Miesiąc po leczeniu u wszystkich chorych spadł poziom wytwarzanego TTR. U jednej osoby, która otrzymała wyższą z dwóch dawek środka, doszło aż do 96-procentowego spadku, co jest szczególnie obiecującym wynikiem. Im mniej bowiem TTR wytwarza organizm osoby cierpiącej na amyloidozę transtyretynową, tym większe szanse, że choroba przestanie postępować, a może nawet stan pacjenta się poprawi. Gdy osiąga się taki wynik jak 96%, można myśleć o daniu organizmowi pacjenta szansy na oczyszczenie się z tego, co się odłożyło, mówi John Leonard, prezes Intelii.
Specjaliści zajmujący się ATTR z niecierpliwością czekają na wyniki kolejnych badań oraz informacje o tym, jak długoterminowo radzą sobie pacjenci leczeni nową metodą. Jednak powyższe badania niosą nadzieję nie tylko chorym na ATTR. Jeśli możliwość edycji genów w samym organizmie może pozwolić na skuteczne leczenie również innych chorób.
Leonard mówi, że jego firma już wykazała, że jest w stanie dostarczyć komponenty CRISPR-Cas do komórek w szpiku kostnym myszy. Firma pracuje nad taką metodą leczenia niedokrwistości sierpowatokrwinkowej, która pozwoli na wyeliminowanie trudnego i ryzykownego przeszczepu szpiku kostnego, który jest wykorzystywany w obecnie prowadzonych testach klinicznych z edycją genów.
Jeszcze inna firma, Editas Medicine, zakodowała komponenty CRISPR-Cas9 w nieaktywnym wirusie. Obecnie testuje swoją metodę na osobach z dziedziczną chorobą prowadzącą do utraty wzroku. Problemem jest tutaj konieczność wstrzyknięcia wirusa bezpośrednio w gałkę oczną.
Prace nad możliwością dostarczania komponentów CRISPR-Cas9 do różnych miejsc w organizmie postępują szybko i specjaliści mają nadzieję, że w najbliższych latach pozwoli to na leczenie kolejnych chorób.
Szczegóły badań opublikowano w artykule CRISPR-Cas9 In Vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W jaskini Estatuas w północnej Hiszpanii ludzie żyli przez około 105 000 lat. Znaleziono tam artefakty świadczące o tym, że neandertalczycy wytwarzali tam kamienne narzędzia, dzielili mięso jeleni i rozpalali ogniska. Jednak znaleziono tam również coś innego, znacznie bardziej niezwykłego – pierwsze jądrowe DNA (nDNA) prehistorycznych ludzi pozyskanie z jaskiniowego podłoża. W nowatorskich badaniach udział brał doktor Maciej T. Krajcarz z Instytutu Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk.
Możemy sobie wyobrazić jak siedzą na ziemi robiąc narzędzia czy dzieląc mięso. Może któryś z nich się zaciął, może dziecko się załatwiło. Całe tego typu DNA pozostało na dnie jaskini, mówi genetyk Benjamin Vernot z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka.
Naukowcy z Niemiec, Hiszpanii, Australii, Polski, Izraela, Rosji i Kanady poinformowali właśnie na łamach Science o udanej próbie pozyskania z podłoża jaskini nDNA prehistorycznych ludzi. Dotychczas udawało się z tego źródła pozyskiwać znacznie krótsze mitochondrialne DNA (mtDNA). Tymczasem nDNA, które niesie ze sobą znacznie więcej informacji, pozyskiwano wyłącznie z zębów i kości. Teraz wydaje się, że nDNA można będzie pozyskiwać z osadów. A osadów jest pełno na stanowiskach archeologicznych, stwierdza Marie Soressi z Uniwersytetu w Leiden.
Pozyskane DNA pozwala zidentyfikować członków grupy i ich płeć. Pokazuje również, że około 100 000 lat temu, być może w związku z ochłodzeniem klimatu, jedna grupa neandertalczyków zastąpiła drugą.
Dotychczas paleogenetycy byli w stanie pozyskać DNA z kości lub zębów 23 prehistorycznych ludzi, w tym 18 neandertalczyków żyjących w 14 miejscach Eurazji.
W ramach opisywanych tutaj badań naukowcy pobrali próbki z trzech jaskiń, o których wiadomo, że mieszkali tam ludzie: Denisowej i Chagyarskaya na Syberii oraz Estatuas w Hiszpanii. Opracowali nowe narzędzia, która pozwoliły im poszukiwać w osadach DNA człowieka, ignorując jednocześnie materiał genetyczny innych zwierząt oraz roślin. Następnie użyli metod statystycznych, by skupić się na DNA neandertalczyków.
We wszystkich trzech jaskiniach znaleziono nDNA i mtDNA neandertalczyków. Jednak największą niespodziankę sprawiły osady z Estatuas. nDNA neadertalskiego mężczyzny znalezione w warstwie sprzed 113 000 lat było powiązane z DNA wczesnych neandertalczyków, którzy 120 000 lat temu zamieszkiwali jaskinię Denisową oraz jaskinie w Belgii i Niemczech. Tymczasem nDNA dwóch neandertalskich kobiet, które żyły w Estatuas przed około 100 000 lat, było bliżej spokrewnione z późniejszymi „klasycznymi” neandertalczykami, w tym żyjącymi 70 000 lat temu w jaskini Vaindija w Chorwacji oraz 60–80 tysięcy lat temu w Chagyarskaya.
Jednocześnie próbki mtDNA z Estatuas wykazały, że w jaskini dochodziło do spadku zróżnicowania genetycznego. W osadach sprzed 113 000 lat znaleziono co najmniej trzy typy mtDNA, tymczasem 80–107 tysięcy lat temu pozostał tylko jeden typ. Z innych badań materiału genetycznego z zębów i kości neandertalczyków wiemy, że w tym czasie dochodziło do spadku zróżnicowania.
Naukowcy sądzą, że w ciepłym i wilgotnym okresie interglacjalnym, który rozpoczął się 130 000 lat temu, populacja neandertalczyków dobrze sobie radziła i się rozwijała. Jednak 110 000 lat temu doszło do gwałtownego ochłodzenia i wkrótce wyginęły wszystkie, z wyjątkiem jednej, linie genetyczne H. neanderthalensis. Przedstawiciele tej linii ponownie zaludnili Europę podczas następnego cieplejszego okresu.
To właśnie ta linia to „klasyczni” neandertalczycy, których szczątki znaleziono w Vindija czy w La Ferrassie we Francji. Linia ta miała znacznie większe mózgi. Pojemność czaszki jej przedstawicieli sięgała 1750 cm3, podczas gdy u wcześniejszych neandertalczyków było to nie więcej niż 1400 cm3. Współautor badań, Jose Luis Arsuaga z Universidad Complutense w Madrycie zauważa, że podobny proces widzimy u H. sapiens w Afryce, gdzie również doszło do zwiększenia pojemności czaszki i zastępowania jednych populacji innymi.
Autorzy najnowszych badań już rozpoczęli poszukiwanie ludzkiego nDNA w osadach z dziesiątek stanowisk archeologicznych na całym świecie. Mamy nadzieję, że wkrótce uzyskamy dokładny pogląd na temat prehistorycznych ludzi i dowiemy się, kto, gdzie i kiedy żył, mówi Viviane Slon z Uniwersytetu w Tel Awiwie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Pasożyt Henneguya salminicola jest pierwszym znanym nam zwierzęciem, które nie oddycha. Okazało się, że gatunek ten – w przeciwieństwie do wszystkich innych znanych zwierząt – nie posiada mitochiondriów ani genomu mitochondrialnego (mitochondrialnego DNA), a to w nim znajdują się geny odpowiedzialne za oddychanie. O zaskakującym odkryciu donosi najnowszy numer PNAS.
Szczegółowe analizy wykazały, że H. salminicola utracił nie tylko mtDNA, ale również niemal wszystkie geny zaangażowane w transkrypcję i replikację tego genomu. Naukowcy zidentyfikowali jednocześnie wiele genów kodujących proteiny zaangażowane w inne szlaki mitochondrialne. Zauważyli też, że geny odpowiedzialne za oddychanie tlenowe czy replikację mtDNA były albo nieobecne w ogóle, albo występowały jedynie w postaci pseudogenów.
Uczeni postanowili zweryfikować swoje spostrzeżenia i w tym celu wykorzystali te same metody i narzędzia badawcze do sprawdzenia blisko spokrewnionego gatunku Myxobolus squamalis. Okazało się, że posiada on mitochondrialne DNA. Wyniki badań zostały zweryfikowane za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej, która potwierdziła obecność mitochondrialnego DNA u M. squamalis i jego brak u H. salminicola.
Nasze odkrycie potwierdza, że adaptacja do środowiska beztlenowego nie jest unikatową cechą jednokomórkowych eukariotów, ale może również zachodzić u wielokomórkowych zwierząt pasożytniczych, czytamy w artykule A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Analiza starożytnego mitochondrialnego DNA, wyizolowanego od pandy sprzed 22 tys., którą znaleziono w jaskini Cizhutuo w Regionie Autonomicznym Kuangsi-Czuang, gdzie obecnie pandy wielkie nie występują, wykazała, że reprezentuje ona nieznaną linię pand.
Starożytna panda oddzieliła się od współczesnych pand 144-227 tys. lat temu. Raport na ten temat ukazał się w piśmie Current Biology.
Wykorzystując pojedynczą kompletną sekwencję mtDNA, odkryliśmy unikatową linię mitochondrialną, co sugeruje, że choć genetycznie bardziej spokrewniona ze współczesnymi pandami [wielkimi] niż z innymi niedźwiedziami, panda z Cizhutuo ma swoją historię, odrębną od wspólnego przodka dzisiejszych pand - podkreśla Qiaomei Fu z Chińskiej Akademii Nauk.
Bardzo mało wiadomo o przeszłości pand, zwłaszcza w rejonach poza ich obecnym zasięgiem (dziś pandy z podgatunku Ailuropoda melanoleuca qinlingensis i pozostałe A. melanoleuca żyją w prowincjach Shaanxi, Gansu i Syczuan). Dowody wskazują, że kiedyś pandy występowały o wiele powszechniej, ale pozostawało niejasne, w jaki sposób były one spokrewnione z dzisiejszymi pandami.
Akademicy posłużyli się zaawansowanymi metodami, by wyekstrahować mitochondrialne DNA z prehistorycznego okazu jaskiniowego. Musieli się nabiedzić, bo pochodził on ze środowiska subtropikalnego, które utrudniało zarówno zachowanie, jak i pozyskanie DNA.
Zespołowi udało się zsekwencjonować niemal 150 tys. fragmentów DNA. Zestawiono je z sekwencją referencyjną genomu mitochondrialnego pandy wielkiej (w ten sposób można było określić całościowy genom mitochondrialny pandy z Cizhutuo). By odtworzyć drzewo filogenetyczne rodziny niedźwiedziowatych, nowo zrekonstruowany genom zestawiono z genomami mitchondrialnymi 138 współczesnych i 32 prehistorycznych niedźwiedzi.
Chińczycy wykryli w 6 genach mitochondrialnych 18 mutacji niesynonimicznych, które mogły zmienić strukturę białek. Wg specjalistów, te zmiany w obrębie aminokwasów były związane z unikatowym habitatem pandy w Kuangsi-Czuang albo ze zmianami klimatycznymi maksimum ostatniego zlodowacenia.
Porównanie jądrowego DNA pandy z Cizhutuo ze współczesnymi danymi umożliwi gruntowniejszą analizę historii ewolucyjnej tego okazu [...] - podsumowuje Fu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Międzynarodowa grupa uczonych poinformowała, że samica niedźwiedzia, której potomkami są wszystkie obecnie żyjące niedźwiedzie polarne, była niedźwiedziem brunatnym i żyła w okolicach obecnej Irlandii 20-50 tysięcy lat temu.
Profesor Beth Shapiro z Penn State University poinformowała, że zmiany klimatyczne, które miały wpływ na pokrywę lodową na północnym Atlantyku, prawdopodobnie prowadziły do okresów wzrostów i spadków liczby niedźwiedzi. Musiało wówczas mieć miejsce także krzyżowanie się różnych gatunków. To spowodowało, że w mitochondrialnym DNA obecnych niedźwiedzi polarnych znajdujemy DNA niedźwiedzia brunatnego.
Niedźwiedzie polarne i brunatne znacznie się od siebie różnią rozmiarami ciała, skórą, kolorem, typem futra, uzębieniem i bardzo wieloma innymi cechami. Niedźwiedzie polarne to bardzo wyspecjalizowane zwierzęta i świetni pływacy, gdy tymczasem niedźwiedzie brunatne to stworzenia typowo lądowe, lubiące lasy i góry.
Mimo tak znaczących różnic wiemy, że od czasu do czasu w ciągu ostatnich 100 000 lat te dwa gatunki się krzyżowały - mówi Shapiro. Dodaje, że od dłuższego już czasu wiadomo, że u niedźwiedzi polarnych występuje mitochondrialne DNA niedźwiedzia brunatnego. Teraz odkryto, kiedy zadomowiło się ono na dobre w genomie.
Wcześniejsze badania sugerowały, że samica niedźwiedzia brunatnego, której DNA znajdujemy u współczesnych niedźwiedzi polarnych, żyła 14 000 lat temu w okolicach wysp Admiralicji, Cziczagowa i Baranowa w pobliżu Alaski. Shapiro i jej zespół znalazł dowody na znacznie wcześniejsze krzyżówki.
Naukowcy zbadali DNA 242 niedźwiedzi polarnych i niedźwiedzi brunatnych, co pozwoliło im cofnąć się w czasie o 120 000 lat i sprawdzić rozkład genetyczny dopasowując go do różnych obszarów. Dzięki temu odkryto, że mitochondrialne DNA trafiło na stałe do genomu niedźwiedzia polarnego w okolicach Irlandii i że mogło to mieć miejsce nawet 50 tysięcy lat temu. Zauważono również, że populacja niedźwiedzi brunatnych, z którego pochodzi wspomniane DNA, wyginęła około 9000 lat temu.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.