Studie viser vej mod mere præcis anvendelse af "DNA-saks"

Et dansk forskningsprojekt kan være nøglen til en mere effektiv anvendelse af den revolutionerende genteknologi CRISPR.

Lektor ved Institut for Biomedicin Yonglun Luo. Foto: Simon Byrial Fischel

Det er kun fantasien, der sætter grænser for potentialet bag genteknologi – ikke mindst efter gennembruddet for den såkaldte CRISPR-metode, der har åbnet helt nye muligheder på området.

Et nyt dansk forskningsprojekt kan være med til at forfine metoden og er et skridt på vejen mod en mere præcis og effektiv anvendelse af metoden, der populært kaldes DNA-saksen.

”Vores studie viser, hvordan vi med CRISPR/Cas9-proteinet og dets gRNA-komponent kan ramme og klippe mere præcist i DNA’et og på den måde optimere gen-modificeringens effektivitet,” siger Yonglun Luo, lektor ved Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet.

Revolutionerende teknologi

CRISPR-metoden er blevet kaldt genteknologiens helt store revolution, efter at forskere for ti år siden identificerede et protein i bakterier, der kan klippe i DNA, og som benytter en såkaldt RNA-sekvens til at genkende, hvor DNA’et skal klippes.

Det gør det muligt at fjerne eller indsætte lige præcis de gener, man ønsker, i enhver organisme – fra bakterie over planter til mennesker.

CRISPR-teknologien gør det også muligt at kurere sygdomme ved at korrigere de fejl, der er i vores gener.

Teknologien indebærer dermed et nærmest uendeligt potentiale inden for blandt andet grundforskning, folkesundhed, landbrug og medicin.

Vil forhindre utilsigtede modifikationer

For at implementere teknologien er det afgørende, at metoden kan gennemføres effektivt og præcist, således at man kun opnår de ønskede – og ingen utilsigtede – genmodifikationer.

For bedre at kunne forstå de mekanismer, der påvirker CRISPR-metodens effektivitet, har forskere fra Københavns Universitet og Aarhus Universitet brugt en energibaseret model til at identificere de mekanismer, der regulerer CRISPR-Cas9’s aktivitet og specificering.

Den model gør det muligt for forskere at designe gRNA-komponenter, der kan forøge metodens effektivitet og minimere utilsigtede effekter – også kaldet ”off-target effects”.

“Utilsigtede off-targets er en stor bekymring, når man anvender CRISPR-metoden til sygdomsbehandling, og de fleste redskaber til at måle off-targets har store begrænsninger og medregner ikke de faktorer, som vi har opdaget i vores studie. Disse opdagelser giver os et værktøj til at designe CRISPR-gRNA med høj effektivitet og præcision,” forklarer Yonglun Luo.

Vil forfine metode

Forskerne bag studiet vil fortsætte med at optimere metoden og forfine designet af gRNA-komponenten for at øge metodens effektivitet og præcision yderligere.

”Vi vil også forsøge at finde nye metoder til at identificere on- og off-target-områder og udvikle innovative metoder til at adressere de off-target-udfordringer, som stadig er de store begrænsende faktorer i anvendelsen af CRISPR-Cas-metoden,” siger Yonglun Luo.

 


Bag om forskningsresultatet

Studietype: Analyse af CRISPR's genmodificerende aktiviteter. 

Samarbejdspartnere: Studiet blev foretaget i samarbejde med forskningsgruppe under Jan Gorodkin, professor ved Institut for Veterinær, og Husdyrvidenskab på Københavns Universitet, Lars Bolund Institute of Regenerative Medicine,, Qingdao-Europe Advanced Institute of Life Sciences, BGI-Qingdao, Bioloigisk Institut på Københavns Universitet, Division of Oncogenomics, The Netherlands Cancer Institute, Steno Diabetes Center Aarhus og Aarhus Universitetshospital.

Finansiering: Studiet er finansieret af Innovationsfonden, Danmarks Frie Forskningsfond, Novo Nordisk Fonden og EU's Horizon 2020 forsknings- og innovationsprogram.

Læs forskningsartiklen her: https://www.nature.com/articles/s41467-022-30515-0

 

Kontakt: 

Lektor Yonglou Luo, Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet. 
alun@biomed.au.dk 
Telefon: 22411944