Bộ mô hình enzyme cắt CRISPR / CAS9

Chỉnh sửa gen là một lĩnh vực di truyền học mới đầy thú vị. Công việc này được thực hiện bằng công nghệ CRISPR (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats - Các đoạn lặp lại ngắn cách quãng thường xuyên) và các enzyme cắt chuỗi Cas.

Đây là phiên bản cải tiến từ bộ DNA Restriction Enzymes của mình. (http://www.thingiverse.com/thing:1304176) Để tiết kiệm không gian, mình đã bỏ khoảng trống giữa các nhóm Phosphate và rút gọn trình tự đích của CRISPR.

File CRISPER 2 có một phần khoét lớn. Nó giúp bạn dễ dàng quan sát trình tự DNA đang được thay thế, đồng thời giảm đáng kể lượng vật liệu và thời gian in. Bạn có thể dùng cả hai mảnh để minh họa cách CRISPR / Cas9 hoạt động trong quá trình chỉnh sửa gen.

Bạn cũng có thể mở rộng bài học để thảo luận về đạo đức sinh học, phương pháp điều trị ung thư và bộ gen người.

Thiết lập in ấn

Hãng máy in:

LulzBot

Máy in:

TAZ 5

Rafts (Lớp nền):

Không quan trọng

Supports (Hỗ trợ):

Không quan trọng

Độ phân giải:

.2 - .3

Độ đặc (Infill):

5%

Lưu ý:

Hãy làm nhẵn các cạnh sắc. Hãy in 2 mảnh để cho thấy CRISPR là một trình tự đối xứng (palindrome).

In mảnh Cas9 cùng màu với các mảnh RNA trong bộ mô hình khác của mình. Với mảnh CRISPR, bạn cứ dùng loại nhựa nào có sẵn nhiều nhất là được.

Để làm nổi bật các chữ cái, hãy in vài lớp nền đầu tiên bằng màu tối (khoảng 1.5 mm) rồi đổi sang sợi nhựa màu sáng ở giữa chừng. Cách này tạo ra các chữ cái rất rõ, hỗ trợ tốt cho học sinh bị khiếm thị. Giống như các enzyme cắt khác, bạn cũng có thể dùng bút dạ bền màu để tô điểm cho các chữ cái.

Sau khi in

Hậu kỳ

In cùng với bộ mô hình DNA / RNA của mình. Xem thêm bộ Restriction enzymes để biết hướng dẫn bổ sung.

Cách mình thiết kế

Thiết kế

Đây là phiên bản cải tiến từ các bộ mô hình DNA / RNA của mình. Bộ này là trình tự đích cho CRISPR.

Thông tin thêm về trình tự gen bạn có thể xem tại đây https://en.wikipedia.org/wiki/CRISPR

Để vừa vặn trên bàn học của học sinh, mình đã nén trình tự đích lại 1/2 để phù hợp với khổ in của hầu hết các máy in 3D.

Thiết kế và cải tiến bằng tinkerCAD.

Mục tùy chỉnh

DỰ ÁN CRISPR

Đây là một dự án mở rộng từ các thiết kế trước đó của mình về di truyền học, DNA và RNA. Bạn có thể giảng dạy về DNA, RNA và chỉnh sửa gen với bộ mô hình này.

Mục tiêu

• Học sinh sẽ hiểu cách CRISPR và RNA chuỗi Cas được dùng để chỉnh sửa gen.
• Học sinh sẽ tìm hiểu cách thay đổi DNA bằng CRISPR.
• Học sinh sẽ thảo luận về đạo đức sinh học khi áp dụng công nghệ này.
• Học sinh sẽ so sánh phương pháp CRISPR với các enzyme cắt khác.
• Học sinh sẽ khám phá cách hoạt động của các enzyme cắt.

Đối tượng Dành cho học sinh lớp Sinh học nâng cao (AP Biology), sinh viên đại học, hoặc các chuyên gia y tế như tư vấn viên di truyền.

Các môn học Sinh học AP, Sinh học đại học, Di truyền học, Đạo đức sinh học, Y khoa.

Tiêu chuẩn Bộ mô hình này đáp ứng các tiêu chuẩn của chương trình Sinh học AP và đại học.

Bài học Xem thêm bài học cũ từ bộ mô hình DNA / RNA và Restriction enzymes.

Sau khi học xong về DNA, RNA và các enzyme cắt, bạn có thể thực hiện các bước sau:

1. Mô hình hóa trình tự CRISPR / CAS và cách sử dụng nó để chỉnh sửa gen.
2. Khám phá cách thức chỉnh sửa gen.
3. Thảo luận đạo đức sinh học trong việc chỉnh sửa gen người và động vật.
4. Khám phá tác động tích cực và tiêu cực của chỉnh sửa gen.
5. Mô phỏng và chứng minh cách CRISPR tạo ra trình tự gen mới.
6. Chứng minh phương pháp điều trị một rối loạn cụ thể bằng CRISPR.

Thời gian: 1 - 3 tuần tùy vào phạm vi bài giảng.

Chuẩn bị Học sinh cần một bộ mảnh ghép CRISPR / Cas9, cùng với bộ DNA / RNA đầy đủ. Bạn cũng nên có thêm bộ Restriction enzymes. Bạn có thể in CRISPR bằng bất kỳ loại nhựa nào có sẵn. Vì Cas9 là một chuỗi RNA nên mình khuyến khích in cùng màu với các mảnh RNA.

Bạn sẽ cần các bài báo mới nhất về CRISPR / Cas9 và đạo đức sinh học trong chỉnh sửa gen.

Tham khảo Mình bắt đầu với https://en.wikipedia.org/wiki/CRISPR cho trình tự đích. Các chuỗi Cas khác có thể sẽ được bổ sung sau.

Đánh giá

• Học sinh trình bày được cách chỉnh sửa gen bằng các mảnh ghép này.
• Học sinh đưa ra được quan điểm về đạo đức sinh học của công nghệ mới.
• Học sinh giải thích được quá trình chỉnh sửa gen diễn ra như thế nào.

Các bài giảng và hoạt động trong tương lai sẽ được đăng trên website teachersPayTeachers của mình.

Danh mục: Sinh học