CRISPR сделает биоматериалы «умнее» — Новости науки

Система CRISPR-Cas, о свойствах которой сделалось понятно сначала XXI века, употребляется для направленного редактирования геномов и способна принести много полезности. Развитие технологии может принести населению земли, а именно, избавление от генетических болезней. И богатство смачной ГМО-еды.

Система CRISPR/Cas9 © artofthecell.comСистема CRISPR/Cas9
© artofthecell.com

Спецы 2-ух американских институтов — Массачусетского технологического (MIT, Massachusetts Institute of Technology) и входящего в структуру Гарварда Института био инженерии Висса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) предложили ещё одну роль для CRISPR — быть элементом управления в новеньком типе «умных» материалов. При действии специфичных, определённых задачей, причин CRISPR-Cas может давать разным смарт-материалам сигнал к выделению химически связанных веществ, таковых как флуоресцентные красители либо активные ферменты. По сигналу можно будет изменять структуру материала и освобождать инкапсулированные микрочастицы.

Система CRISPR-Cas способна отыскивать фактически всякую мотивированную последовательность в геноме при помощи гидовой РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов) (гРНК, gRNA), а также вырезать и восстанавливать двойную нить ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) с хирургической точностью. Исследователи употребляли один из вариантов фермента Cas — Cas12a — соответствующий для бактерии Lachnospiraceae, который владеет способностью распознавать и разрезать определённые последовательности ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), но, что в особенности принципиально в рамках поставленной задачки, не останавливается на этом, и, начав работу, неспецифически расщепляет одноцепочечную ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) с большенный скоростью.

CRISPR-отзывчивые материалы для доставки маленьких грузов — одна из вариантов концепции. Исследователи прикрепляли разные полезные перегрузки с помощью двухцепочечных якорных последовательностей ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) к гидрогелю.

На якорные последовательности нацелены окрестные ферменты Cas12a, и в присутствии комплементарных гРНК эти последовательности разрушаются. В итоге освобождается нужная перегрузка — флуоресцентные молекулы либо ферменты. Скорость процесса зависит от относительного сродства пар гРНК / мотивированной ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), а также параметров геля — размеров пор и плотности мотивированных якорных последовательностей, перекрёстно связанных с материалом геля.

Создатели убеждены, что способ быть может применен, к примеру, для разработки материалов с диагностическими способностями и для экологического мониторинга.

Была испытана возможность программировать структурные конфигурации в полиакриламидных гидрогелях, которые удерживали микрочастицы либо живы клеточки. Исследователи употребляли ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов)-последовательности для перекрёстной связи полиакриламидных нитей друг с другом, строя таковым образом структурные элементы. Удаление этих связей в итоге активности Cas12a приводит к механическим изменениям во всей гелевой матрице и освобождению перегрузки.

Спроектированы и макеты CRISPR-отзывчивых материалов, которые могут действовать как электронные размыкатели и клапаны для жидкостей.

Статья размещена в журнальчике Science 
Источник: 22century.ru

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.