Tokio Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

TECHNO: Gen ilə insanlaşdırılmış siçanları yaratmaq üçün bütün siçan lokuslarının tam uzunluqlu insan genləri ilə səmərəli şəkildə əvəz edilməsinə imkan verən iki mərhələli genom redaktə strategiyası. Kredit: Dr. Manabu Ozawa / Tokio Universiteti, Yaponiya

Canlı orqanizmlərdə insan genlərinin funksiyasının başa düşülməsi uzun müddətdir ki, növlər arasındakı fundamental fərqlər səbəbindən çətinlik çəkir. Siçanlar əksər zülal kodlayan genləri insanlarla bölüşsələr də, onların tənzimləyici mənzərələri tez-tez fərqlənir və bu da siçan modellərinin insan biologiyasını nə qədər dəqiq təqlid edə biləcəyini məhdudlaşdırır.

Ümidverici həll yollarından biri tam uzunluqlu genlərin humanizasiyasıdır (FL-GH). Bu üsulla kodlaşdırma ardıcıllıqları, intronlar, tərcümə olunmamış bölgələr və tənzimləyici elementlər daxil olmaqla, bütün siçan lokusları insan analoqları ilə əvəz olunur. Lakin mövcud texnologiyalar çox böyük genom fraqmentlərini səmərəli və ya etibarlı şəkildə daxil etməkdə çətinlik çəkir və bu da fizioloji cəhətdən müvafiq humanizasiya olunmuş modellərin hazırlanması səylərini ləngidir.

TECHNO platformasının təqdimatı

Bu uzun müddətdir davam edən problemləri həll etmək üçün Yaponiyanın Tokio Universitetinin Tibb Elmləri İnstitutundan dosent Manabu Ozava və dosent Jumpei Taguçinin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu FL-GH üçün sadələşdirilmiş iki mərhələli strategiya hazırlamışdır.

Onların “Nature Communications” jurnalında dərc olunmuş tədqiqatı , CRISPR/Cas9 dəstəkli genom redaktəsini bakterial süni xromosom (BAC) əsaslı böyük insan genomik bölgələrinin çatdırılması ilə birləşdirən TECHNO (İki mərhələli ES Hüceyrə əsaslı HumaNizatiOn) metodunu təqdim edir. Bu çərçivə, bütün siçan lokuslarını insan analoqları ilə əvəz etmək üçün praktik və miqyaslı bir həll təklif edir.

“Nəticələrimiz FL-GH siçan modelləri yaratmaq üçün möhkəm və geniş tətbiq olunan bir platforma nümayiş etdirir”, Dr. Ozava deyir.

TECHNO genlərin humanizasiyasını necə təmin edir

TECHNO iş axını iki əlaqəli addımda açılır. Əvvəlcə hədəf siçan lokusu Cas9 ribonukleoproteinləri istifadə edilərək çıxarılır və seçim kasetini əhatə edən qısa insan homologiya qolları ilə əvəz olunur və dəqiq bir genomik eniş yeri yaradılır.

İkinci mərhələdə, tam uzunluqlu insan genini və onun tənzimləyici elementlərini daşıyan BAC, seleksiya kasetini hədəf alan universal gRNT ilə birlikdə embrion kök hüceyrələrinə daxil edilir və bu da 200 kbp-dən çox genomik fraqmentlərin homologiya yönümlü inteqrasiyasına imkan verir. Metod standart molekulyar reagentlərə və geniş mövcud BAC kitabxanalarına əsaslandığı üçün nəzəri olaraq insan genlərinin 90%-dən çoxuna tətbiq olunur.

Nümayiş etdirilən tətbiqlər və nəticələr

Bu platformadan istifadə edərək, komanda c-Kit, APOBEC3 və CYBB də daxil olmaqla bir neçə lokusu uğurla insanlaşdırdı.

c-Kit-in humanistləşdirilməsi, hematopoez və spermatogenez kimi vacib bioloji funksiyaları dəstəkləyərkən insana bənzər alternativ splaysinqi və orqanlara xas ifadəni təkrarladı. APOBEC3 lokusunun dəyişdirilməsi, yeddi geni əhatə edən 200 kbp-dən çox insan DNT-sini birləşdirərək və insanlarda müşahidə edilənləri əks etdirən ifadə nümunələri yaradaraq yanaşmanın miqyaslılığını nümayiş etdirdi.

Tədqiqatçılar həmçinin insaniləşdirilmiş CYBB allelini yaratdılar və xroniki qranulomatoz xəstəliyi modelləşdirmək üçün xəstəliklə əlaqəli mutasiyalar tətbiq etdilər. Nəticədə yaranan siçanlar reaktiv oksigen növlərinin istehsalında pozğunluq göstərdilər və xəstələrdə tapılan molekulyar fenotipi dəqiq şəkildə təkrarladılar.

Tədqiqat və tibb üçün təsirləri

Yaxın müddətdə TECHNO-nun terapevtik hədəfləri qiymətləndirmək, xəstəliklə əlaqəli variantları təsdiqləmək və tədqiqat boru kəmərlərində daha erkən mərhələlərdə təsirsiz dərman namizədlərini müəyyən etmək üçün dəqiq, insanlarla əlaqəli heyvan modellərinin inkişafını sürətləndirəcəyi gözlənilir.

Uzunmüddətli perspektivdə, miqyaslana bilən FL-GH, insan geninin tənzimlənməsini və xəstəlik mexanizmlərini daha dəqiq təqlid edən modelləri təmin etməklə biotibbi tədqiqatları yenidən formalaşdıra bilər.

Bu irəliləyişlər həmçinin insaniləşdirilmiş modellərin süni intellektlə idarə olunan müqayisəli genomikaya , genişmiqyaslı insaniləşdirilmiş allel panellərinə və sistem biologiyası çərçivələrinə inteqrasiyası üçün zəmin yaratdı .

Doktor Ozavanın dediyi kimi, “Ümumilikdə, bu nəticələr göstərir ki, metodumuz təkcə fərdi lokusların FL-GH-ni deyil, həm də insanlaşmış allellərə xəstəliklə əlaqəli mutasiyalar daxil etməklə insan genetik xəstəliklərinin in vivo dəqiq modelləşdirilməsini təmin edir.”

TECHNO platforması, in vivo mürəkkəb tənzimləyici davranışı qoruyarkən 200 kbp-dən çox genomik fraqmentlərin sabit və yüksək səmərəli inteqrasiyasını təmin etməklə, yeni nəsil insaniləşdirilmiş siçan modellərinə doğru böyük bir irəliləyiş təmsil edir. Onun çox yönlülüyü, möhkəmliyi və standart laboratoriya alətlərinə etibar etməsi onu funksional genomikanın, xəstəliklərin modelləşdirilməsinin və translyasiya təbabətinin inkişafı üçün təməl texnologiya kimi təqdim edir.

Nəşr detalları

Jumpei Taguchi və digərləri, Müxtəlif genom lokuslarında tam uzunluqlu gen-humanizasiya olunmuş siçanların yaradılması üçün miqyaslana bilən iki mərhələli genom redaktə strategiyası, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-025-67900-4

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

Tokio Universiteti tərəfindən təmin edilir