• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
29.06.2023, 13:00
Даниил Сухинов
25 903

Генетики обнаружили совершенно новую систему редактирования ДНК, способную изменять геном человека

❋ 7.2

Группа американских исследователей из Массачусетского технологического института сообщила об открытии первой программируемой РНК-управляемой системы редактирования генома у эукариотов — организмов, включающих царства грибов, растений и животных. Это позволит по-новому взглянуть на проблему редактирования геномов животных и человека, а возможно, и приблизиться к ее решению.

белок
Изображение белка Fanzor с направляющей РНК, полученное с помощью криоэлектронного микроскопа. Различные части белка окрашены в серый, желтый, голубой и розовый цвета, РНК окрашена в фиолетовый, ДНК-мишень — в красный, а нецелевая цепь ДНК показана синим / © MIT / Автор: Ptolemocratia Acerronius

Системы редактирования генома CRISPR/Cas впервые обнаружили в ДНК бактерий еще в конце прошлого века, и с тех пор их активно изучали по всему миру. Впоследствии похожие системы нашли у археев (второго базового домена всего живого), а их применение широко распространилось от генной инженерии тех же бактерий до возможного применения в медицине для лечения наследственных заболеваний человека.

CRISPR — это особые участки ДНК, состоящие из специальных повторяющихся и уникальных последовательностей. Суть уникальных участков — в сохранении частей ДНК чужеродных генов, например вирусов бактерий. Это необходимо, чтобы в случае повторного заражения вирусом бактерия опознала чужеродную ДНК и, при помощи белков Cas и направляющих РНК, разрезала ее на безвредные фрагменты. Тем самым принцип работы систем CRISPR/Cas в чем-то схож с работой иммунной системы человека.

Основная проблема в использовании систем CRISPR/Cas при лечении заболеваний состоит в высокой вероятности их нецелевого срабатывания и разрезания генома в том месте, где это не предполагалось. Одно из возможных решений — поиск похожей системы редактирования ДНК у более близких родственников — эукариотов: к примеру, грибов, растений или животных. Ранние исследования установили, что у бактериальных систем CRISPR/Cas и неких эукариотических белков Fanzor, видимо, был общий предок — прокариотические РНК-управляемые системы геномного редактирования OMEGA.

В новом исследовании ученые из Массачусетского технологического института (США) показали, что белки Fanzor действительно используют специальные короткие фрагменты РНК в качестве ориентира для точного разрезания ДНК-мишени, подобно белкам Cas у бактерий. Тем не менее, в отличие от Cas, белки Fanzor закодированы в эукариотическом геноме в мобильных элементах. На основе этого авторы исследования предположили, что эти гены мигрировали от бактерий к эукариотам посредством так называемого горизонтального переноса генов.

Свои выводы ученые сделали на основе анализа белков Fanzor грибов, водорослей, амеб и двустворчатых моллюсков. Также, чтобы изучить потенциал Fanzor как инструмента редактирования генома, исследователи продемонстрировали возможность генерации вставок и делеций в целевых участках генома в эмбриональных клетках почек человека. Хотя изначальная версия системы Fanzor оказалась менее эффективной, чем стандартные системы CRISPR/Cas, определенная комбинация направленных мутаций позволила на порядок повысить ее эффективность.

Исследованные организмы: водоросль Guillardia theta, гриб Spizellomyces punctatus, амеба Naegleria lovaniensis и моллюск Mercenaria mercenaria / © Saito M., et al., Nature, 2023

Кроме того, коллектив авторов не обнаружил у белка Fanzor, полученного из грибов Spizellomyces punctatus, побочной или нецелевой активности — основной проблемы, затрудняющей использование систем CRISPR/Cas в медицине. Методы криогенной электронной микроскопии показали, что, несмотря на общее структурное сходство со своим бактериальным аналогом, эти белки Fanzor лучше взаимодействуют с направляющей РНК, повышая эффективность и точность редактирования генома.

Ученые уверены, что систему Fanzor, как и системы на основе CRISPR, можно легко перепрограммировать для работы с конкретными участками генома и однажды ее можно будет превратить в мощную новую технологию редактирования для исследовательских и терапевтических применений. 

Неотредактированная версия статьи, в которой изложены подробности исследования, опубликована в журнале Nature. Однако отмечается, что в дальнейшем текст могут изменить, поэтому финальная версия может отличаться от нынешней.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
12 августа, 08:17
Адель Романова

Венера в числе прочего привлекает внимание необычно медленным и притом ретроградным вращением вокруг своей оси. Вызывает вопросы и отсутствие у такой крупной каменистой планеты естественного спутника, как у Земли и Марса. По мнению ученых, все это наводит на подозрения о том, что когда-то вторая планета Солнечной системы пережила гигантское столкновение.

14 августа, 15:11
Юлия Трепалина

Люди в браке и серьезных отношениях, имеющие детей, в разгар пандемии чаще задумывались о том, чтобы изменить партнеру, и допускали такие поступки в реальности. Это показал проведенный в США опрос.

13 августа, 14:41
Денис Яковлев

Когда мы думаем о человеке, который подходит под определение психопата, то представляем безжалостного субъекта, неспособного к раскаянию и начисто лишенного сочувствия к другим. Этот пугающий образ глубоко укоренился в клинической психологии, не говоря уже о массовой культуре. Однако канадские ученые предположили, что все не так просто.

12 августа, 11:29
Юлия Трепалина

Влияет ли формат знакомства на качество последующих романтических отношений в паре? Научные данные на этот счет разнятся. Новое исследование по вопросу представила группа психологов из Польши, Австралии и Великобритании. В попытке понять, при каком сценарии удовлетворенность отношениями выше, а любовь крепче — когда двое нашли друг друга в Сети или познакомились в жизни, — ученые опросили свыше 6000 тысяч человек из разных стран.

9 августа, 15:19
Любовь С.

Чтобы проверить законы физики в условиях, недоступных на Земле, астрофизик Козимо Бамби (Cosimo Bambi) из Фуданьского университета (Китай) предложил отправить к центру ближайшей черной дыры «нанокрафт» — крошечный зонд, способный добраться до цели примерно за 60-75 лет благодаря наземной лазерной установке.

13 августа, 10:56
Юлия Трепалина

Ученым известны случаи близких контактов усатых китов (Mysticeti) и их дальних родственников дельфинов (Delphinidae) в дикой природе, но подобные взаимодействия ранее считали редкостью. Австралийские специалисты, изучающие китообразных, собрали почти две сотни видео и фото со всего мира, опровергающих это мнение. Судя по свидетельствам, чаще всего подобное «общение» происходит между горбатыми китами и дельфинами-афалинами.

25 июля, 07:47
Адель Романова

Прибывшая из межзвездного пространства предполагаемая комета 3I/ATLAS движется по траектории, максимально удобной для гравитационных маневров управляемого корабля, при этом возможность ее отслеживания с Земли практически минимальна. По мнению некоторых ученых, такое «поведение» объекта наводит на определенные мысли.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

22 июля, 14:44
ФизТех

Команда исследователей из Сколтеха, МФТИ, Института искусственного интеллекта AIRI и других научных центров разработала метод, позволяющий не просто отличать тексты, написанные человеком, от сгенерированных нейросетью, но и понимать, по каким именно признакам классификатор принимает решение о том, является ли текст генерацией или нет.  Анализируя внутренние состояния глубоких слоев языковой модели, ученые смогли выделить и интерпретировать численные признаки, отвечающие за стилистику, сложность и «степень уверенности» текста.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно