Uma equipe de engenheiros da Universidade de Delaware desenvolveu um método para usar a tecnologia CRISPR / Cas9 para iniciar uma cascata de atividades nas células, um fenômeno conhecido como regulação genética condicional. Seu método, descrito no jornal Nature Chemical Biology , introduz uma nova funcionalidade para CRISPR, uma das tecnologias mais comentadas da atualidade.

A edição de genes com tecnologia CRISPR foi chamada de "uma das maiores histórias científicas da década" por suas aplicações na medicina, agricultura e muito mais. O CRISPR permite aos cientistas direcionar e editar com precisão o DNA dentro das células vivas, o que poderia ajudá-los a corrigir anomalias que causam doenças hereditárias. Os primeiros ensaios clínicos em humanos estão em andamento na China.

Contudo, até agora, os cientistas não haviam descoberto como programar seus sistemas CRISPR para atingir o DNA enquanto integravam informações de dentro das células que estavam estudando.

Na UD, Wilfred Chen, o Professor Gore de Engenharia Química, e o aluno de pós-graduação Ka-Hei Siu projetou estruturas - apelidadas de gRNA gated toehold (thgRNA) - para a regulação de genes direcionados em bactérias E. coli.

Tradicionalmente, na edição do genoma CRISPR / Cas9, os cientistas usam um pedaço de ácido ribonucléico (RNA) de fita simples para guiar a enzima Cas9 até o ácido desoxirribonucléico (DNA) que desejam atingir. Em vez de, Chen e Siu instalaram uma estrutura semelhante a um grampo de cabelo que bloqueia parte do RNA de reconhecer o DNA. Apenas uma pequena parte, chamou o apoio do pé, está exposto e é capaz de se ligar a outro RNA. Então Chen, e Siu usou RNA de dentro da célula como um gatilho para abrir seu mecanismo de bloqueio, ativar a proteína Cas9 para que ela possa se ligar e regular o DNA.

"O principal é que queríamos usar algumas informações nativas do celular, "disse Chen." Queríamos ser capazes de usar esta resposta celular nativa como uma forma de modular as funções da proteína CRISPR / Cas9 e basicamente desenvolver um mecanismo controlado para que pudéssemos modular as funções celulares de acordo. "

Esta tecnologia oferece um versátil, design "plug and play" que pode ser usado para induzir a edição e regulação de genes em uma variedade de sistemas, diz Chen.

"Seguindo em frente, a ideia é poder usar, idealmente no papel, qualquer tipo de RNA mensageiro celular como um dispositivo de ativação ou desativação, ", disse ele." Você pode imaginar que podemos ativar algo com base no fato de as células estarem crescendo com glicose ou morrendo de fome por fosfato ou expostas a condições de alta temperatura ou pH baixo. "