Текст уведомления здесь

Разработана новая технология редактирования ДНК с помощью CRISPR/Cas9

Американские и испанские ученые разработали более безопасный метод редактирования генома на основе CRISPR/Cas9, при котором сводится к минимуму возможность возникновения нежелательных мутаций.
Добавить в закладки
Комментарии

CRISPR/Cas9 — стремительно развивающаяся технология редактирования генома, основанная на инструментах иммунной системы бактерий. В основе этой технологии — участки бактериальной ДНК под названием «сгруппированные короткие палиндромные повторы» (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR). Между этими повторами располагаются фрагменты ДНК (спейсеры), которые несут в себе следы атаковавших бактерию вирусов, — что-то вроде картотеки преступников. При повторной атаке вируса бактерия распознает и уничтожает его с помощью Cas-белков, которые разрезают вирусную ДНК. С 2013 года начались исследования этой бактериальной системы по редактированию генома в клетках высших организмов.

Хотя ученым уже удалось достигнуть немалых успехов в этом направлении, уязвимым местом технологии CRISPR/Cas9 оставалась возможность возникновения нежелательных мутаций из-за сопровождавших ее двухцепочечных разрывов ДНК. Похоже, что обойти эту преграду удалось в новой работе команде биоинженеров. Для своих опытов они взяли вместо активного белка Cas9 его неактивную форму, которая может нацеливаться на определенные места в геноме, но уже не режет ДНК. Вместо этого Cas9 активирует нужные гены, соединяясь с молекулярными переключателями, активирующими транскрипцию доменами (АТД). Но у бактерии это соединение, Cas9/АТД, слишком велико, чтобы его можно было внедрить в живую клетку, прикрепив к адено-ассоциированному вирусу (AAV). Ученые смогли обойти эту проблему, разделив Cas9 с активаторами транскрипции и направляющей РНК и упаковав их в разные AAV таким образом, чтобы они смогли соединиться уже внутри клетки.

Доставленные таким образом в «два рейса» белок Cas9 и активатор вместе с РНК показали в экспериментах свою высокую эффективность по эпигенетическому регулированию генома. Не затрагивая саму ДНК, внедренные в клетку компоненты системы CRISPR/Cas9 успешно меняли активность генов. Ученые проверили это на мышах с острой почечной недостаточностью, диабетом первого типа и мышечной дистрофией. В каждом случае они разработали свою систему CRISPR/Cas9, чтобы повысить экспрессию определенного гена, связанного с болезнью. Так, в случае заболевания почек были успешно активированы два гена, которые улучшали функцию почек после острой фазы болезни. У мышей с диабетом удалось повысить активность генов, которые связаны с производством инсулина. В итоге у мышей происходило заметное понижение уровня глюкозы в крови. У мышей с мышечной дистрофией также удалось активировать гены, которые облегчали течение болезни.

«Результаты показывают, что CRISPR/Cas9-опосредованная активация целевого гена может быть достигнута, что приводит к наблюдаемым изменениям и уменьшению симптомов болезни. Это дает новые возможности для разработки целевой эпигенетической терапии против болезней человека», — пишут авторы работы.

Исследование опубликовано в журнале Cell.

Подробнее о принципах современного генного редактирования читайте на «Чердаке».

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы