Praktinis CRISPR laboratorijos darbas ,,Genų taisymas, kova su ligomis“

Šis DMD CRISPR simuliacijos rinkinys supažindina studentus su genų redagavimu, modeliuojant Duchenne raumenų distrofijos (DMD) tipo mutacijos korekciją bakterijose. Naudodami CRISPR pagrįstus įrankius, studentai atkuria mutavusio GFP geno fluorescenciją, imituodami distrofino geno terapinę korekciją.

Praktinis darbo procesas apima DNR ligaciją, bakterijų transformaciją ir baltymų ekstrakciją, o jo kulminacija – SDS-PAGE analizė, leidžianti vizualizuoti genų ekspresijos skirtumus. Per šį procesą studentai sužino, kaip genetinės mutacijos sutrikdo baltymų gamybą ir kaip CRISPR gali panaikinti šiuos padarinius. Eksperimentas akcentuoja CRISPR realaus pasaulio pritaikymą gydant žmogaus genetines ligas, pvz., DMD, suteikiant tiek molekulinės biologijos įgūdžių, tiek ligos konteksto žinių. Ši įtraukianti laboratorija sujungia fundamentalią biotechnologiją su pažangiomis genų terapijos koncepcijomis prieinamu ir įdomiu būdu.

Demonstruoja realaus pasaulio genų terapijos koncepcijas, imituojant ligą sukeliančios mutacijos korekciją naudojant CRISPR, taip studentams padarant abstrakčius genetinius principus apčiuopiamais.

Moko pagrindinių molekulinės biologijos metodų, įskaitant ligaciją, transformaciją, plazmidų pagrįstą genų ekspresiją, baltymų ekstrahavimą ir gelio elektroforezę.

Susieja biotechnologijas su žmogaus ligomis, modeliuojant distrofino atkūrimą Duchenne'o raumenų distrofijoje, susiedamas laboratorinius įgūdžius su įtakingomis medicininėmis taikmenimis.

Sustiprina supratimą apie CRISPR-Cas9 mechanizmus, įskaitant orientacinio RNR taikymą, PAM vietos atpažinimą ir DNR remonto būdus (NHEJ ir HDR).

Skatina tyrimais pagrįstą mokymąsi ir duomenų analizę, nes studentai turi interpretuoti fluorescencijos rezultatus ir baltymų gelio modelius, kad įvertintų genų korekcijos sėkmę.

Rinkinyje esančių medžiagų pakanka 6 darbo grupėms.

SVARBU! Norint atlikti eksperimentą reikia turėti: Vertikalios baltymų elektroforezės aparatą ir maitinimo šaltinį, poliakrilamido gelius, automatinę mikropipetę su antgaliais, centrifugą, dvi vandens voneles (37 °C ir 42 °C), plūduriuojančius mėgintuvėlius ar laikiklius, termometrą, inkubacijos krosnelę (37 °C), ledo kibirėlį ir ledą, žymeklius, lipnią juostą, ilgabangę UV lempą (rekomenduojama), mėlyną šviesą (rekomenduojama), UV apsauginius akinius, pipetės pompas, mikrobangų krosnelę, vorteksą (pasirinktinai), supimosi platformą (rekomenduojama), baltos šviesos dėžutę (rekomenduojama), distiliuoto balto acto, etanolio (95 % ar stipresnis), distiliuoto vandens.

Kai kuriems komponentams laikyti reikalingas šaldiklis/šaldymo kamera.