Klinika Mayo (Rochester, ZDA) je razvila metodo, ki omogoča, da na zahtevo raziskovalca vklopi in izklopi kateri koli gen v živem organizmu.
Obstoječe metode nadzora genoma so zgrajene po isti shemi, kar resno omejuje njihovo uporabo: govorimo o zatiranju genske aktivnosti.
To najlažje naredimo tako, da s tem genom z encimom razrežemo DNA, tako da gen tudi po popravilu ne more delovati. Za to se uporabljajo nukleaze s tako imenovanimi cinkovimi prsti - strukturni elementi, ki imajo specifičnost za eno ali drugo nukleotidno zaporedje.
Toda nabor takšnih "cinkovih prstov" je omejen, to pomeni, da z njihovo pomočjo ni mogoče zaznati vseh fragmentov v DNK. Morfolinski oligonukleotidi so alternativa. To so kratke sintetične nukleotidne verige s popolnoma kakršno koli specifičnostjo, ki si jo želite. S pritrditvijo na celično DNA blokirajo aktivnost določenega gena. Pomanjkljivost tega pristopa je začasno ukrepanje: slej ko prej bo blokada z gena odpravljena sama od sebe.
V članku, objavljenem v reviji Nature, avtorji opisujejo tretjo metodo, ki temelji na uporabi nukleaznih encimov TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease). To so hibridne beljakovine, ki so nekatere odvzete iz bakterij. Fragment bakterije se veže na majhne fragmente DNA; zaradi izredne spremenljivosti ga je mogoče prilagoditi tako, da prepozna skoraj vsako zaporedje DNA. Drug del molekule TALEN je nukleaza sama, ki naredi rez v DNK.
Do sedaj so zdravilo TALEN uporabljali v celičnih kulturah. Zdaj so raziskovalci to metodo lahko prilagodili celotnim organizmom. V genom progastega cebrca (Danio rerio) je bil vstavljen genetski regulator, ki je omogočil vklop ali izklop določenega gena. To pomeni, da smo z uporabo specifične nukleaze TALEN naredili rez blizu gena, ki zanima znanstvenike. Nato je bilo to regulativno nukleotidno zaporedje vstavljeno v rez z uporabo drugih encimov.
Po tem je ostalo le še pritiskanje na ročico, to je dodajanje snovi, ki so vklopile ali izklopile regulator. Poudariti je treba, da prvič uporaba zdravila TALEN omogoča uvedbo regulativnega zaporedja "postrani" na kateri koli gen, drugič pa je to manipulacijo, kot so pokazali avtorji, mogoče izvesti s celotnim organizmom in ne le s celično kulturo.
Težko je preceniti možnosti nove metode (ali nove spremembe stare, če želite). Na primer, pomembno je vedeti, kaj določen gen počne skozi življenje, ali se njegova funkcija spreminja, ali deluje še naprej itd. Do zdaj je bilo neverjetno težko ugotoviti: fazi zarodka, vendar ga v odraslem organizmu ni bilo mogoče ponovno vklopiti. Če se je mutacija izkazala za kritično, je zarodek umrl, nakar je bilo sklenjeno, da je gen v embrionalni fazi izredno pomemben, vendar nihče ni vedel, kaj se je z njim zgodilo naprej.
Promocijski video:
In zdaj obstaja priložnost, da se temeljito naučimo starostnih, tako rekoč značilnosti dela genov. In to ne omenjamo dejstva, da je z opisano metodo teoretično mogoče "vklopiti" ali "izklopiti" gene, katerih napačna aktivnost je osnova hudih dednih (in ne le dednih) bolezni.