Ilmuwan Harvard Ciptakan Alat Pengeditan Gen yang Dapat Menyaingi CRISPR

Para peneliti dari Teknik Terinspirasi Biologis, Institut Wyss Harvard telah menciptakan alat pengeditan gen baru yang memungkinkan para ilmuwan melakukan jutaan eksperimen genetik secara bersamaan.

Mereka menyebut inovasi itu teknik Retron Library Recombineering (RLR) dan menggunakan segmen deoxyribonucleic acid (DNA) bakteri yang disebut reton yang dapat menghasilkan fragmen DNA untai tunggal.

Dalam hal pengeditan gen, saat ini CRISPR-Cas9 mungkin adalah teknik paling terkenal. Cara ini telah membuat gelombang di dunia sains dalam beberapa tahun terakhir, memberi para peneliti alat yang mereka butuhkan untuk dapat dengan mudah mengubah urutan DNA.

Teknik ini lebih akurat daripada teknik yang digunakan sebelumnya, dan memiliki berbagai macam aplikasi potensial, termasuk perawatan yang menyelamatkan jiwa untuk berbagai penyakit.

Namun, alat tersebut memiliki beberapa keterbatasan utama. Mungkin sulit untuk mengirimkan materi CRISPR-Cas9 dalam jumlah besar, yang tetap menjadi masalah untuk studi dan eksperimen. Selain itu, cara kerja teknik ini dapat menjadi racun bagi sel karena enzim Cas9 "gunting" molekuler yang bertugas memotong untaian DNA, sering juga memotong situs non-target.

Selama proses perbaikan, CRISPR-Cas9 secara fisik memotong DNA untuk memasukkan urutan mutan ke dalam genomnya. Sementara itu, retron dapat memasukkan untai DNA mutan ke dalam sel yang bereplikasi sehingga untai tersebut dapat menyatu dengan DNA sel anak.

Selanjutnya, urutan retron dapat berfungsi sebagai "barcode" atau "tag nama", yang memungkinkan para ilmuwan untuk melacak individu dalam kumpulan bakteri. Itu berarti dapat digunakan untuk mengedit genom tanpa merusak DNA asli, dan cara ini dapat digunakan untuk melakukan banyak percobaan dalam satu campuran besar.

Ilmuwan Wyss Institute menguji RLR pada bakteri E coli dan menemukan bahwa 90 persen populasi memasukkan urutan retron setelah mereka membuat beberapa perubahan. Mereka juga mampu membuktikan betapa bermanfaatnya itu dalam eksperimen genetika besar-besaran. Selama tes, mereka dapat menemukan mutasi resistensi antibiotik pada E coli dengan mengurutkan barcode reton daripada mengurutkan mutan individu, membuat prosesnya jauh lebih cepat.

Rekan penulis studi Max Schubert, menjelaskan:

"RLR memungkinkan kami melakukan sesuatu yang tidak mungkin dilakukan dengan CRISPR: kami secara acak memotong genom bakteri, mengubah fragmen genetik tersebut menjadi DNA untai tunggal secara in situ, dan menggunakannya untuk menyaring jutaan urutan secara bersamaan.

RLR lebih sederhana, lebih alat pengeditan gen fleksibel yang dapat digunakan untuk eksperimen yang sangat multipleks, yang menghilangkan toksisitas yang sering diamati dengan CRISPR dan meningkatkan kemampuan peneliti untuk mengeksplorasi mutasi pada tingkat genom," tuturnya.

Dia menambahkan, untuk waktu yang lama, CRISPR hanya dianggap sebagai hal aneh yang dilakukan bakteri, dan mencari cara memanfaatkannya untuk rekayasa genom mengubah dunia.

"Retron adalah inovasi bakteri lain yang mungkin juga memberikan beberapa kemajuan penting," ujar dia.

Masih ada pekerjaan yang harus dilakukan sebelum RLR dapat digunakan secara luas, termasuk meningkatkan dan menstandardisasi tingkat pengeditannya. Namun, tim yakin bahwa hal itu dapat "mengarah pada inovasi baru, menarik, dan tak terduga". n SB/yahoo/P-4