Ingeniører viser, at nær infrarødt lys kan udløse frigivelsen af CRISPR-Cas9 for at bremse tumorvækst.
#biokemi, #biomedicin, #nanomedicin
Ingeniører forbedrer det mest populære bioteknologiske produkt i øjeblikket. Kinesiske forskere rapporterede, at de kan kontrollere med lyset CRISPR-Cas9 genetisk redigeringsmetode.
Forskerne sagde, at metoden erstatter brugen af traditionelt anvendte CRISPR-vira, hvilket giver forskere midlertidig kontrol over værktøjet. De offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Science Advances.
Teknikken har potentialet til at målrette og dræbe kræftceller, siger Yujun Song, forfatter af artiklen og professor ved Det Tekniske Fakultet ved Nanjing Universitet, Kina.
CRISPR er forkortelsen for: Short Palindric Repeats, A og Spaced Eegularly. Det er et genetisk fænomen, der forekommer i mikrober, der har givet forskere mulighed for at opnå en DNA-skæremaskine. I kombination med visse proteiner, der normalt kaldes Cas9, kan det biologiske kompleks skære og indsætte DNA, der ændrer livets genetiske kode.
Den fysiske administration af CRISPR-Cas9 i en celle kræver normalt, at komplekset klæber til en virus. Viruset trænger ind i målcelleets kerne og forsyner CRISPR-skære- og limemaskinen. Strategien virker, men brugen af vira som en administrationsmetode kan føre til problemer som kræft eller immunrespons.
Forskere har foreslået flere alternative leveringsmaterialer, herunder guldnanopartikler, sort fosfor, metalliske og organiske strukturer, grafitoxid og forskellige nanomaterialer. Disse metoder undgår nogle af fældernes fælder, men giver ikke forskere kontrol over tidspunktet for genetisk manipulation.
Det er her, lyset kommer i spil. Forfatterne til den nye rapport forankrede CRISPR-Cas9 med en lysfølsom kemisk forbindelse i nanopartikler, der konverterer lys. Ved at udsætte partiklerne for lys udlod forskerne frigivelsen af nanopartiklerne CRISPR-Cas9 og leverede dem til cellerne, da de havde brug for dem.
Systemet er ikke kun intelligent, fordi det kan styre starttidspunktet for CRISPR-Cas9, men også fordi det kan leveres dybt i kroppen og styres eksternt.
Nøglen til fjernbetjening af systemet ligger i anvendelsen af lysomdannelsesnanoartikler som leveringsmateriale. Disse nanopartikler absorberer og konverterer lav-energi nær-infrarød (NIR) stråling til synligt lys, ultraviolet (UV) lys og er for nylig blevet anvendt i andre biomedicinske applikationer.
Begge typer lys er nødvendige for at udføre arbejdet. NIR-lys trænger ind i det menneskelige væv for at nå nanopartiklerne dybt inde i kroppen (noget som UV-lys ikke kan). Og UV-lys har evnen til at adskille lysfølsomme molekyler og frigive CRISPR-Cas9.
Forfatterne testede deres system hos mus med tumorer. De indlæste CRISPR-Cas9-komplekset med en genetisk kode, der stoppede produktionen af et protein associeret med cancerceller. Derefter forankrede de CRISPR-Cas9-komplekset til de stigende konvertering nanopartikler og injicerede dem i musernes tumorsteder.
Derefter bestrålede de NIR-lyset fra ydersiden af musekroppen til målet og aktiverede nanopartiklerne for at omdanne det og udsende UV-lys. UV-lyset bryder den lysfølsomme forbindelse og frigiver CRISPR-Cas9-komplekset for at udføre sin opgave. Tumorvækst hos mus blev reduceret, rapporterede forfatterne.
Forskerne håber at anvende værktøjet ikke kun til kræft, men også til Parkinsons og diabetes, siger Song. "Vores gruppe vil fokusere på nanomedicin, og vi vil udvikle værktøjet til behandling af sygdomme i menneskekroppen," siger han. Andre vigtige samarbejdspartnere i dokumentet er Youhui Lin, Biomimicry og Soft Matter Research Institute i Xiamen University, og Yuzhen Wang, fra Flexible Electronics Laboratory og Advanced Materials Institute of Nanjing Tech University.
Referencer:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
#biokemi, #biomedicin, #nanomedicin
Ingeniører forbedrer det mest populære bioteknologiske produkt i øjeblikket. Kinesiske forskere rapporterede, at de kan kontrollere med lyset CRISPR-Cas9 genetisk redigeringsmetode.
Teknikken har potentialet til at målrette og dræbe kræftceller, siger Yujun Song, forfatter af artiklen og professor ved Det Tekniske Fakultet ved Nanjing Universitet, Kina.
CRISPR er forkortelsen for: Short Palindric Repeats, A og Spaced Eegularly. Det er et genetisk fænomen, der forekommer i mikrober, der har givet forskere mulighed for at opnå en DNA-skæremaskine. I kombination med visse proteiner, der normalt kaldes Cas9, kan det biologiske kompleks skære og indsætte DNA, der ændrer livets genetiske kode.
Den fysiske administration af CRISPR-Cas9 i en celle kræver normalt, at komplekset klæber til en virus. Viruset trænger ind i målcelleets kerne og forsyner CRISPR-skære- og limemaskinen. Strategien virker, men brugen af vira som en administrationsmetode kan føre til problemer som kræft eller immunrespons.
Forskere har foreslået flere alternative leveringsmaterialer, herunder guldnanopartikler, sort fosfor, metalliske og organiske strukturer, grafitoxid og forskellige nanomaterialer. Disse metoder undgår nogle af fældernes fælder, men giver ikke forskere kontrol over tidspunktet for genetisk manipulation.
Det er her, lyset kommer i spil. Forfatterne til den nye rapport forankrede CRISPR-Cas9 med en lysfølsom kemisk forbindelse i nanopartikler, der konverterer lys. Ved at udsætte partiklerne for lys udlod forskerne frigivelsen af nanopartiklerne CRISPR-Cas9 og leverede dem til cellerne, da de havde brug for dem.
Systemet er ikke kun intelligent, fordi det kan styre starttidspunktet for CRISPR-Cas9, men også fordi det kan leveres dybt i kroppen og styres eksternt.
Nøglen til fjernbetjening af systemet ligger i anvendelsen af lysomdannelsesnanoartikler som leveringsmateriale. Disse nanopartikler absorberer og konverterer lav-energi nær-infrarød (NIR) stråling til synligt lys, ultraviolet (UV) lys og er for nylig blevet anvendt i andre biomedicinske applikationer.
Begge typer lys er nødvendige for at udføre arbejdet. NIR-lys trænger ind i det menneskelige væv for at nå nanopartiklerne dybt inde i kroppen (noget som UV-lys ikke kan). Og UV-lys har evnen til at adskille lysfølsomme molekyler og frigive CRISPR-Cas9.
Forfatterne testede deres system hos mus med tumorer. De indlæste CRISPR-Cas9-komplekset med en genetisk kode, der stoppede produktionen af et protein associeret med cancerceller. Derefter forankrede de CRISPR-Cas9-komplekset til de stigende konvertering nanopartikler og injicerede dem i musernes tumorsteder.
Derefter bestrålede de NIR-lyset fra ydersiden af musekroppen til målet og aktiverede nanopartiklerne for at omdanne det og udsende UV-lys. UV-lyset bryder den lysfølsomme forbindelse og frigiver CRISPR-Cas9-komplekset for at udføre sin opgave. Tumorvækst hos mus blev reduceret, rapporterede forfatterne.
Forskerne håber at anvende værktøjet ikke kun til kræft, men også til Parkinsons og diabetes, siger Song. "Vores gruppe vil fokusere på nanomedicin, og vi vil udvikle værktøjet til behandling af sygdomme i menneskekroppen," siger han. Andre vigtige samarbejdspartnere i dokumentet er Youhui Lin, Biomimicry og Soft Matter Research Institute i Xiamen University, og Yuzhen Wang, fra Flexible Electronics Laboratory og Advanced Materials Institute of Nanjing Tech University.
Referencer:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
Kommentarer
Send en kommentar