CRISPR сделает биоматериалы <умнее>

Dmitry Kabanov написал(а) к All в Sep 19 16:03:38 по местному времени:

CRISPR сделает биоматериалы <умнее>.

Система CRISPR-Cas, о свойствах которой стало известно в начале XXI века, используется для направленного редактирования геномов и способна принести немало пользы. Развитие технологии может принести человечеству, в частности, избавление от генетических заболеваний. И обилие вкусной ГМО-еды.

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

Специалисты двух американских институтов - Массачусетского технологического (MIT, Massachusetts Institute of Technology) и входящего в структуру Гарварда Института биологической инженерии Висса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) предложили ещё одну роль для CRISPR - быть элементом управления в новом типе <умных> материалов. При воздействии специфических, определённых задачей, факторов CRISPR-Cas может давать различным смарт-материалам сигнал к выделению химически связанных веществ, таких как флуоресцентные красители или активные ферменты. По сигналу можно будет изменять структуру материала и освобождать инкапсулированные наночастицы.

Система CRISPR-Cas способна находить практически любую целевую последовательность в геноме с помощью гидовой РНК (гРНК, gRNA), а также вырезать и восстанавливать двойную нить ДНК с хирургической точностью. Исследователи использовали один из вариантов фермента Cas - Cas12a - характерный для бактерии Lachnospiraceae, который обладает способностью распознавать и разрезать определённые последовательности ДНК, но, что особенно важно в рамках поставленной задачи, не останавливается на этом, и, начав работу, неспецифически расщепляет одноцепочечную ДНК с большой скоростью.

CRISPR-отзывчивые материалы для доставки небольших грузов - одна из вариаций концепции. Исследователи прикрепляли различные полезные нагрузки с помощью двухцепочечных якорных последовательностей ДНК к гидрогелю.

На якорные последовательности нацелены близлежащие ферменты Cas12a, и в присутствии комплементарных гРНК эти последовательности разрушаются. В результате освобождается полезная нагрузка - флуоресцентные молекулы или ферменты. Скорость процесса зависит от относительного сродства пар гРНК / целевой ДНК, а также свойств геля - размеров пор и плотности целевых якорных последовательностей, перекрёстно связанных с материалом геля.

Авторы уверены, что метод может быть использован, например, для разработки материалов с диагностическими возможностями и для экологического мониторинга.

Была проверена возможность программировать структурные изменения в полиакриламидных гидрогелях, которые удерживали наночастицы или живые клетки. Исследователи использовали ДНК-последовательности для перекрёстной связи полиакриламидных нитей друг с другом, строя таким образом структурные элементы. Удаление этих связей в результате активности Cas12a приводит к механическим изменениям во всей гелевой матрице и освобождению нагрузки.

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

Статья опубликована в журнале Science
Источник: 22century.ru

http://sci-dig.ru/biology/crispr-sde...terialy-umnee/
---