Hvernig eru veirur nýttar til að flytja erfðaefni inn í frumur?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvernig eru veirur nýttar til að flytja erfðaefni inn í frumur?
Algengt er að nota víxlveirur (e. retrovirus) af flokki lentiveira til þess að ferja gen í frumur. Það þarf þó að vanda vel til verka til að veiran virki einungis sem genaferja en geti ekki fjölgað sér og sýkt frumur sem henni er ekki ætlað að sýkja. Þetta er gert á þann veg að frumur í rækt eru notaðar sem pökkunar- eða framleiðslufrumur, til að pakka veiruerfðaefni sem inniheldur genið sem á ferja inn í veiruagnir (e. viron). Veiruagnirnar losna svo frá pökkunarfrumunum og út í ætið sem þær eru ræktaðar í.

Til þess að pökkunarfrumur framleiði lentiveiruferjur á þennan hátt er veiruerfðaefni flutt inn í þær með DNA-sameind. Þá er búið að fjarlægja þau gen sem nauðsynleg eru til pökkunar erfðaefnisins í veiruagnir, en genum sem á að ferja með veirunni er skeytt inn í staðinn. Pökkunargenin eru hins vegar flutt inn í frumurnar með annarri DNA-sameind. Þannig umrita pökkunarfrumur erfðamengi veirunnar yfir í RNA og því er svo pakkað inn í veiruhylki (e. capsid) sem því næst losna frá þeim út í ætið sem lentiveiruferjur (vinstra megin á mynd). Pökkunargenin verða hins vegar eftir í frumunum í stað þess fara inn í veiruagnir eins og gerist hjá náttúrulegum veirum.

Þannig losna milljónir lentiveiruferja út í ætið, en það er svo sett á markfrumur sem verið er að rannsaka (hægra megin á mynd). Lentiveiruferjurnar sýkja þá markfrumurnar og sprauta RNA-erfðamengi sínu inn í þær ásamt víxlrita (e. reverse transcriptase). Víxlritinn umritar RNA-erfðaefni veiranna yfir í DNA sem síðan stingst inn í erfðaefni markfruma og þær taka til við að tjá ferjaða genið.

Þar sem ekki eru pökkunargen í erfðaefni veiruferjunnar er talað um að hún sé vanhæf til fjölgunar (e. replication incompetent). Markfruman tjáir því ferjaða genið en framleiðir ekki veirur því að genin til þess skortir. Að auki eru oft settar stökkbreytingar inn í veiruferjurnar og þær þannig gerðar „sjálf-óvirkjandi“ og þannig ófærar um að mynda veiruagnir. Slíkt eykur öryggi enn frekar.

Hér þarf að taka fram að framleiðsla veira er undir ströngu eftirliti og krefst tilskilinna leyfa, sem ekki eru veitt nema allar nauðsynlegar sýkingarvarnir séu til staðar og að allir vinnuferlar miði að því að takmarka getu þeirra veira sem unnið er með til að sýkja fólk. Þessar forvarnir bætast ofan á þær aðferðir sem lýst er að ofan og koma í veg fyrir að sýkingarhæfar veirur séu framleiddar.

Auk notkunar veiruferja í rannsóknarskyni fer mikið af prófunum fram með það að markmiði að hægt verði að nota þær í læknisfræðilegum tilgangi. Þannig mætti til dæmis ferja gen í fólk til að bæta upp fyrir stökkbreytt gen sem valda erfðasjúkdómum. Slíkt kallast erfðalækningar (e. gene therapy).

Mynd:

• File:Lentiviral vector.png - Wikimedia Commons. (Sótt 20.05.2020). Íslensk heiti sett inn af ritstjórn Vísindavefsins.

...