p Mova-se, proteínas de edição de genes - há um menor, mais barato, ferramenta de engenharia genética mais específica no bloco:DNAzymes - pequenas moléculas de DNA que podem funcionar como enzimas de proteína. p Pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign desenvolveram uma técnica que, pela primeira vez, permite que DNAzymes almeje e corte DNA de fita dupla, superando uma limitação significativa da tecnologia. DNAzymes têm sido usados ​​em biossensor, Computação de DNA e muitas outras aplicações. Contudo, quando se trata de aplicações de engenharia genética, como edição de genes ou terapia genética, eles enfrentaram um desafio:DNAzymes só foram capazes de alvejar sites em DNA de fita simples, enquanto o DNA que codifica os genes nas células é de fita dupla. Os pesquisadores publicaram sua nova técnica no Jornal da American Chemical Society .

p "DNAzymes tem muitas vantagens, incluindo maior estabilidade, tamanho menor e menor custo do que as enzimas protéicas. Essas vantagens atendem perfeitamente ao requisito de ferramentas de engenharia genética, "disse o líder do estudo Yi Lu, professor de química em Illinois. "Nenhuma DNAzymes poderia alterar o DNA de fita dupla até este trabalho. Fazendo isso acontecer, abrimos a porta para DNAzymes entrar no mundo inteiro da engenharia genética. "

p No DNA de fita dupla, as duas fitas são especificamente emparelhadas com sequências complementares. Para possibilitar que DNAzymes cortem o DNA de fita dupla, a equipe de Illinois desenvolveu uma técnica que emparelha DNAzymes com moléculas auxiliares chamadas de ácidos nucléicos de peptídeo.

p "PNA é um ligante de DNA muito forte, forte o suficiente para se ligar a uma fita do DNA de fita dupla, embora todas as bases já estejam emparelhadas com a outra fita, "disse Mingkuan Lyu, um estudante de graduação e o primeiro autor do artigo. "Assim que esse processo acontecer, uma fita do DNA de fita dupla será ocupada por PNA, e a outra fita será exposta como DNA de fita simples, disponível para a DNAzyme interagir. "

p A equipe demonstrou pela primeira vez a técnica, chamado de corte de DNA de fita dupla assistido por PNA por DNAzymes, ou PANDA, em uma sequência de teste sintético para provar que funcionou para cortar uma ou ambas as fitas de um alvo de DNA de fita dupla. Eles também testaram a capacidade do PANDA de distinguir uma sequência alvo específica de sequências semelhantes. Isso é importante, os pesquisadores disseram, já que a atividade fora do alvo não intencional é um dos desafios que tem limitado as aplicações clínicas de técnicas de edição de genes baseadas em proteínas, como CRISPR.

p "Em CRISPR-Cas9, o guia RNA é responsável pelo reconhecimento de alvo personalizado, mas no PANDA, tanto a DNAzyme quanto o PNA são. Portanto, há um mecanismo inerente de 'verificação dupla' no PANDA, tornando-o mais rigoroso na especificidade do alvo, "Lyu disse." Nós testamos a especificidade mutando apenas uma base dentro do alvo. Descobriu-se que, na maioria dos casos, A PANDA pode reconhecer essa pequena mudança e se recusar a cortar o alvo incorreto. "

p Outra vantagem do PANDA é seu tamanho pequeno - o PNA e DNAzyme juntos são cerca de cinco vezes menores do que o complexo CRISPR-Cas9, Lu disse - permitindo que ele acesse locais lotados dentro do DNA compactado de um cromossomo que uma proteína grande não poderia alcançar.

p Próximo, os pesquisadores planejam investigar o desempenho do sistema PANDA visando genes de interesse em células vivas. Eles também planejam expandir o catálogo de genes que o sistema PANDA pode ter como alvo.

p "As sequências de direcionamento podem ser prontamente alteradas e personalizadas para aplicações específicas, "Lu disse." Portanto, o sistema PANDA pode servir como uma nova ferramenta alternativa para uma ampla gama de engenharia genética e outras aplicações bioquímicas e biotecnológicas. "