Ny ljusstyrd CRISPR-metod förbättrar precisionen i genetisk forskning
Ett forskarteam vid Karolinska Institutet har utvecklat ett nytt verktyg för genetisk forskning. Studien som publicerades i Nucleic Acids Research lanserar BLU-VIPR, en metod som gör det möjligt för forskare att kontrollera genredigeringsverktyget CRISPR med hjälp av ljus. Den här innovationen kan avsevärt komma att förbättra vår förståelse av geners funktioner i komplexa organismer.
Förmågan att modifiera gener i specifika områden av en organism vid exakta tidpunkter har länge varit en utmaning inom genetisk forskning då traditionella metoder saknar de verktyg som behövs för att kunna uppnå den nivån av kontroll.
BLU-VIPR löser det här problemet genom att göra det möjligt för forskare att rikta ljus på ett specifikt anatomiskt område, till exempel en lymfkörtel, för att modifiera gener endast i det belysta området.
– Vårt nya verktyg för ljusinducerad CRISPR kommer att göra det möjligt för forskare att förstå geners biologiska roll mycket mer exakt, vilket i sin tur kommer att öka vår kunskap om biologiska processer, säger Alexander Espinosa, docent vid institutionen för medicin Solna och sisteförfattare till artikeln.
Innovativ metod
Studien beskriver hur teamet konstruerade en potent ljusinducerad transkriptionsfaktor, VPR-EL222, genom att fusera ett bakterieprotein (EL222) med en transkriptionsaktiveringsdomän (VPR). När den utsätts för blått ljus inducerar VPR-EL222 guide-RNA (gRNA) i celler, som sedan binder till Cas9 och leder till redigering av utvalda gener.
Forskarna demonstrerade effektiviteten av detta system genom att utföra genutslagningar, aktiveringar och precis basredigering i celler in vitro. De integrerade också det ljusinducerade CRISPR-systemet i virala vektorer, och lyckades leverera det till primära T-celler och uppnå ljusinducerade genutslagningar i T-celler i lymfkörtlar hos möss.
Nästa steg
Utvecklingen av BLU-VIPR markerar ett betydande framsteg inom genetisk forskning då det ger forskare möjlighet att med stor precision utforska geners intrikata roller i multicellulära organismer.
Forskarteamet kommer framöver att fokusera på att förfina systemet så att det även går att rikta in på gener i andra immunceller än T-celler, vilket kan öppna nya vägar för forskning om immunsvar och sjukdomsmekanismer.
Publikation
"Light-induced expression of gRNA allows for optogenetic gene editing of T lymphocytes in vivo", Pulgarin DV, Pelo N, Ferrandiz L, Tršelič T, Nyberg WA, Bowlin G, Espinosa A. Nucleic Acids Research, online 20 mars 2025, doi: 10.1093/nar/gkaf213.