Nauka i technika

Podstawowa edycja genu SMN2 przywraca produkcję białka SMN, lecząc rdzeniowy zanik mięśni u myszy

  • 31 marca, 2023
  • 4 min read
Podstawowa edycja genu SMN2 przywraca produkcję białka SMN, lecząc rdzeniowy zanik mięśni u myszy


Ten artykuł został sprawdzony zgodnie z procesem redakcyjnym i zasadami Science X. Redaktorzy podkreślili następujące atrybuty, zapewniając jednocześnie wiarygodność treści:

sprawdzone

publikacja recenzowana

zaufane źródło

czytać korektę






( A ) Obrazy immunofluorescencyjne skrawków rdzenia kręgowego myszy Δ7SMA typu dzikiego w wieku 25 tygodni, które otrzymały AAV9-ABE + AAV9-GFP w stosunku 10: 1 przez wstrzyknięcie ICV noworodkowi, wybarwione na GFP w celu wskazania transdukcji AAV, NeuN jako marker neuronów postmitotycznych i DAPI do barwienia wszystkich jąder. (B) Konwersja edycji zasad in vivo C6T w rdzeniu kręgowym myszy Δ7SMA traktowanych AAV9-ABE + AAV9-GFP w zdysocjowanej masie tkanki i jądrach wzbogaconych w GFP+. ( C ) Nominacje CIRCLE-Seq kandydujących miejsc poza celem w genomowym DNA komórki NIH3T3 traktowanym in vitro oczyszczoną nukleazą Spy-mac i sgRNA P8. Niedopasowania w każdym locus poza celem są pokazane w odniesieniu do powyższego sgRNA. ( D ) Edycja strategii D10 na poziomie docelowym i poza celem w mESC Δ7SMA. Słupki pokazują edycję najwyżej edytowanego nukleotydu (P# pokazany w nawiasach) w każdym locus. ( E ) Obrazowanie fluorescencyjne CND i MND zróżnicowanych Δ7SMAmESC, które zawierają reporter Mnx1: GFP neuronów ruchowych i są stabilnie zintegrowane ze strategią D10 ABE. (F) RT-qPCR dla ekspresji ABE8e w Δ7SMAmESC (n=3) i zróżnicowanych populacjach MND (n=3) i CND (n=3), uprzednio transfekowanych strategią D10. ( G ) Analiza ekspresji genów zróżnicowanych komórek Δ7SMAmESC ( n = 3) i CND ( n = 3) i MND ( n = 3), pokazująca poziomy ekspresji różnych specyficznych dla neuronów ruchowych, specyficznych dla neuronów, wzorców rdzenia kręgowego, glejowych i embrionalnych markery komórek macierzystych. Kredyt: Nauka (2023). DOI: 10.1126/science.adg6518

Zespół badaczy medycznych powiązanych z wieloma instytucjami w USA wykorzystał edycję podstawową, aby przywrócić naturalną produkcję białka SMN u myszy, skutecznie lecząc rdzeniowy zanik mięśni (SMA) u gryzoni. W swoim artykule opublikowanym w czasopiśmie Naukagrupa opisuje swoje podstawowe podejście do edycji i jego skuteczność w przywracaniu naturalnej produkcji SMN u myszy dotkniętych SMA.

SMA jest jedną z głównych przyczyn śmiertelności niemowląt u ludzi. Dzieci urodzone z tą chorobą mają mutację w genie SMN1, co skutkuje wytwarzaniem niewystarczających ilości białka SMN, co prowadzi do pogorszenia stanu układu nerwowego i śmierci. Wiele noworodków urodzonych z chorobą, którą zdiagnozowano wystarczająco wcześnie, otrzymuje leki w celu sztucznego zwiększenia produkcji SMN, co spowalnia postęp choroby, ale nie może jej całkowicie zatrzymać. Dlatego potrzebne są inne terapie.

W tym nowym wysiłku naukowcy wykorzystali edycję zasad, rodzaj edycji genów, która odbywa się chemicznie, do leczenia choroby u myszy. Edycja zasad jest zwykle używana do wprowadzania zmian pojedynczych nukleotydów w genomie, jak to zrobiono w tym przypadku.

Warto przeczytać!  Edycja genów pomogła rozwikłać 100-letnią tajemnicę dotyczącą raka

Nagranie wykładu Davida R. Liu na temat edycji podstawowej i pierwszej edycji. Źródło: David R. Liu

W tym konkretnym przypadku zmiana została wprowadzona w genie SMN2, który normalnie częściowo koduje produkcję SMN – zmiany wprowadzone przez zespół w pełni aktywowały gen, umożliwiając większą produkcję SMN. Gen SMN2 jest spokrewniony z genem SMN1, ale istnieje istotna różnica: SMN2 ma mutację C6>T, która uniemożliwia mu regulację produkcji białka SMN. Zmiana mutacji w sposób, który uczynił ją identyczną z niezmutowanym genem SMN1, usunęła to ograniczenie, umożliwiając genowi kodowanie nieograniczonej ilości SMN.

Ścisłe monitorowanie zmienionych myszy wykazało, że edycja podstawowa przywróciła produkcję SMN do normalnego poziomu, zapobiegając degeneracji neuronów. Odkryli również, że w przypadkach, w których wystąpiła już degeneracja, edycja podstawowa prowadziła do regeneracji i poprawy funkcji motorycznych. Odkryli również, że edycja genów myszy zwiększyła długość życia średnio z zaledwie 17 dni (dla grupy kontrolnej) do ponad 100 dni.

Więcej informacji:
Mandana Arbab i wsp., Podstawowa edycja ratowania rdzeniowego zaniku mięśni w komórkach i u myszy, Nauka (2023). DOI: 10.1126/science.adg6518

Informacje o czasopiśmie:
Nauka


Źródło

Warto przeczytać!  4 oznaki i symptomy, na które należy zwrócić uwagę