CRISPR Čip s grafenovými tranzistory detekuje mutace během minut  
Máme tu další průlom s využitím báječného genetického editoru CRISPR. Tentokrát v nanoelektronice. Detektor CRISPR-Chip velikosti chytrého telefonu, který spojuje unikátní selektivitu CRISPRu s mimořádnou elektrickou citlivostí grafenu, klidně odhalí hledanou mutaci u kohokoliv, někde v terénu, bez laboratoře a s minimálním vybavením, za pár minut.
CRISPR na grafenu. Kredit: Keck Graduate Institute (KGI).
CRISPR na grafenu. Kredit: Keck Graduate Institute (KGI).

Editování čínských dvojčat, ať už k němu skutečně došlo či nikoliv, dohnalo část vědců a institucí k volání po zákazu či alespoň registraci experimentů s geneticky upravenými dětmi. Jejich obavy je možné pochopit, ale to je tak všechno, co se s tím dá udělat. CRISPR je venku a svět už nikdy nebude takový, jaký býval doposud.

 

A tenhle svět bude stát za to. Zaručuje to i tým bioinženýrů Kalifornské univerzity v Berkeley a institutu Keck Graduate Institute (KGI) v Claremontu, Kalifornie. Vůbec se s tím nepárali. Vzali editor CRISPR, přilepili ho na elektronické tranzistory z grafenu a postavili ruční detektor, který detekuje vybrané genetické mutace za pár minut. Ještě včera bylo tohle možné tak leda ve Star Treku.

Kiana Aran. Kredit: KGI.
Kiana Aran. Kredit: KGI.


Převratný detektor dostal příhodné jméno CRISPR-Chip. Mohl by být používán k rychlé diagnostice genetických chorob nebo třeba k vyhodnocování genetického editování. Vedoucí výzkumu Kiana Aran z KGI a její kolegové použili CRISPR-Chip k určení genetických mutací ve vzorcích z pacientů s Duchenneovou muskulární dystrofií.

 

Aranová potvrzuje, že jejich tým jako první postavil tranzistor, který používá CRISPR k prohledání genomu a pátrání po mutacích. Stačí umístit vzorek vyčištěné DNA na CRISPR-Chip a grafenový tranzistor během pár minut oznámí výsledek. K tranzistoru je připojený editor CRISPR, který má ale v tomto detektoru deaktivované „nůžky“ tedy v tomto případě protein Cas9. Tento protein jako obvykle vyhledá požadovanou sekvenci DNA, která je předem vložená do editoru v podobě guide RNA, pokud je přítomná, a připojí se k ní, aniž by ovšem „rozstřihl“ dvoušroubovici, jak má ve zvyku.

CRISPR-Chip. Kredit: KGI.
CRISPR-Chip. Kredit: KGI.


Když se Cas9 připojí k hledané sekvenci, tak dojde ke změně elektrické vodivosti grafenu, což se zase projeví na elektrických vlastnostech celého tranzistoru a zařízení detekuje hledanou mutaci. Grafen je přitom tak elektricky citlivý, že detekuje mutace z DNA ve vzorku, aniž by bylo nutné tuto DNA namnožit metodou polymerázové řetězové reakce (PCR), jak je v podobných případech nezbytné.

 

Aranová si pochvaluje, že spojením unikátní selektivity editoru CRISPR a vysoké citlivosti grafenu v nanoelektronice vznikla úplně nová detekční metoda, která je tak citlivá, že se obejde bez PCR. Badatelé hodlají brzy vytvořit multidetektor, který bude schopný stejně pohotově detekovat současně celou řadu genetických mutací a pak elektronicky ohlásí výsledky.


Se zařízením jako je CRISPR-Chip teď bude možné objevit hledané mutace v DNA během pár minut. Nebude k tomu nutná žádná laboratoř, kapesní detektor CRISPR-Chip bude klidně fungovat v běžné lékařské ordinaci nebo dokonce v terénu. Na výsledky se nebude čekat celé dny nebo i týdny. Budou k dispozici hned. O využití takové věci ve výzkumu nebo třeba biohackingu ani nemluvě. A zavádět nějaká moratoria na editování a používání CRISPRu? Jak by řekli v Nebelvíru: „To je jako chytat kouř. Chytat kouř holýma rukama.“

Video:  New CRISPR-powered device detects genetic mutations in minutes


Video:  KGI Podcast: CRISPR-Chip Enables Digital Detection of DNA without Amplification


Literatura

UC Berkeley 25. 3. 2019, Nature Biomedical Engineering online 25. 3. 2019.

Datum: 26.03.2019
Tisk článku

Související články:

Upravený CRISPR nemění DNA, ale léčí nemoci     Autor: Stanislav Mihulka (12.12.2017)
Tým Genes in Space-3 úspěšně identifikoval bakterie ve vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (05.01.2018)
Zázraky na počkání: Kapesní čtečka DNA přečetla celý lidský genom     Autor: Stanislav Mihulka (30.01.2018)



Diskuze:


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace