Forscher entdecken neue Wege für die vielbeachtete CRISPR-Technologie. Man kann sie als Kamera verwenden, um Aktivitäten in Zellen aufzuzeichnen.
Wir alle kennen die Bedeutung der Black-Box-Flugdatenschreiber in Flugzeugen. Aber was wäre, wenn wir eine „Black-Box“ für den menschlichen Körper hätten?
Dies könnte der nächste Job für die als CRISPR bekannte Genspleißtechnologie sein.
Mit dem bekannt gewordenen High-Tech-Tool können Wissenschaftler DNA-Stränge virtuell ausschneiden und einfügen und so den genetischen Code eines Lebewesens effektiv ändern.
Während genetische Veränderung nichts Neues ist, erleichtert die CRISPR-Technologie das Kodieren und Ändern der Blaupausen von Lebewesen erheblich.
„CRISPR-Komponenten erweisen sich nicht nur als Werkzeuge zur Untersuchung und Korrektur genetischer Veränderungen im Zusammenhang mit Krankheiten, sondern auch als breite Plattform für viele andere Anwendungen, die Zellen und die molekularen Prozesse beleuchten, die dem Leben zugrunde liegen“, so David R. Liu, Professor fürChemie und chemische Biologie an der Harvard University, sagte GesundLinie.
Die nächste Grenze der CRISPR-Forschung geht jedoch einen anderen Weg.
Anstatt Gene zu bearbeiten, untersuchen Wissenschaftler wie Liu das Potenzial von CRISPR als Werkzeug, um Wissenschaftlern einen Überblick über die Prozesse in einer Zelle zu geben und die Daten für die Analyse aufzuzeichnen.
Liu und Weixin Tang, Postdoktorand in der Abteilung für Chemie und chemische Biologie in Harvard veröffentlichte ihre Forschung Anfang dieses Monats in der Zeitschrift Science.
Sie enthüllten ein sogenanntes CRISPR-vermitteltes analoges Multievent-Aufzeichnungsgerät, kurz CAMERA.
Stellen Sie es sich wie die Black Box eines Flugzeugs vor, aber für den menschlichen Körper.
Anstatt sich auf Echtzeitbeobachtungen zu verlassen, erstellt der Prozess eine Aufzeichnung der Aktivitäten auf zellularer Ebene, die von Angehörigen der Gesundheitsberufe nach Belieben analysiert werden können.
Prior Forschung insbesondere von Timothy Lu vom Massachusetts Institute of Technology MIT demonstrierte die Nützlichkeit von CRISPR bei der Aufzeichnung von Geräten für Bakterienzellen.
Das Tool des Harvard-Teams, CAMERA, wurde jedoch erfolgreich in Proof-of-Concept-Experimenten an bakteriellen und menschlichen Zellen getestet.
Die Experimente zeigten die Fähigkeit des Prozesses, CRISPR-Komponenten zu verwenden, um die Art und Weise aufzuzeichnen, wie Zellen auf externe Stimuli sowie interne molekulare Ereignisse reagieren.
„Ich sehe CAMERA nicht als Verbesserung von [Lus Arbeit], sondern als ergänzenden Ansatz“, bemerkte Liu.
Wie ein Band oder eine Festplatte ermöglicht die CAMERA-Technologie das Aufzeichnen, Löschen und Aufzeichnen der erkannten Aktivität.
Liu fügt hinzu, dass sein Team mit CAMERA drei Aufzeichnungslöschzyklen durchgeführt hat, wobei die Schreib- oder Löschfähigkeit „sehr wenig“ beeinträchtigt wurde.
Liu warnt jedoch davor, dass die Technologie zwar vielversprechend ist, es aber wahrscheinlich einige Zeit dauern wird, bis sie ihr volles Potenzial erreicht.
„Die CAMERA-Systeme werden wahrscheinlich zuerst in Forschungsumgebungen verwendet, um zelluläre Prozesse und Signalereignisse zu beleuchten“, erklärte er. „Im Prinzip könnte man eventuell CAMERA-ähnliche Systeme verwenden, um Veränderungen in den Zellen eines Patienten aufzuzeichnen, aber solcheDie Anwendung würde ziemlich viel Jahre zusätzliche Entwicklungsarbeit erfordern. “
Technologien, die die Erkenntnisse von CRISPR nutzen, wie das CAMERA-System, versprechen Forschern und Angehörigen der Gesundheitsberufe einen besseren Einblick in die DNA der Lebewesen.
Ein anderes Forschungsteam unter der Leitung der Biochemikerin Jennifer Doudna an der University of California in Berkeley enthüllt eine neue Methode namens DETECTR, die CRISPR verwendet, um Teile der DNA zu identifizieren und aufzuspüren, die vor dem zukünftigen Potenzial defekter Gene, Infektionen oder sogar Krebserkrankungen warnen könnten.
Für CRISPR und seine verwandten Technologien ist es jedoch noch sehr früh.
Das wissenschaftliche Verständnis von CRISPR selbst reicht nur etwa drei Jahrzehnte zurück. Das Akronym für CRISPR wurde erst 2001 entwickelt.
Obwohl es einige Zeit dauern kann, bis Hausärzte CRISPR in ihren Praxen einsetzen, ist das Potenzial der Technologie ermutigend.
Liu sagt, sein Team arbeite daran, die CAMERA-Systeme zu nutzen, um neue Erkenntnisse über die Aktivitäten zu gewinnen, die in Stammzellen stattfinden, wenn sie ihren Zustand ändern.
„Wir und andere Labors verwenden derzeit das CAMERA-System, um die Zellsignalisierung während der Differenzierung und anderer Ereignisse zu untersuchen, die durch dramatische Änderungen der Zellzustände gekennzeichnet sind“, erklärte er.
