Ученые впервые временно отключили ген у эмбриона

Ученые давно стараются понять, как работает программа, которая превращает оплодотворенную яйцеклетку в зародыш. Если специалисты ответят на этот вопрос, то смогут объяснить, как и почему возникают бесплодие и серьезные генетические заболевания. Для этого им необходимы инструменты, которые позволяют изучать и редактировать гены эмбриона. До недавнего времени ученые могли влиять только на клетки, например в 2017 году они смогли отключить один из генов жизнеспособной яйцеклетки человека.

Теперь исследователи из Стоуресского Института медицинских исследований в США и Андалузского центра биологии развития в Университете Пабло де Олавиде в Испании смогли с помощью CRISPR остановить передачу генных сообщений, которые участвуют в раннем развитии позвоночных. «Мы все еще не понимаем, как гены запускают самые ранние стадии развития, но теперь можем выяснить это, нацеливаясь на их сообщения РНК, одно за другим», — рассказал доктор Ариэль Баззини, соавтор работы. Результаты исследования опубликованы журнале Developmental Cell.

Группа ученых провела опыты с системой CRISPR-Cas13, которая отвечает за изменение и уничтожение нитей РНК. Единственным протестированным белком, который оказал влияние на зародыши и не навредил им, оказался синтезированный RfxCas13d. Его использовали, чтобы нарушить передачу информации от матричной РНК. Так удалось отключить ген TBXTA, необходимый, чтобы вырос хвост: в итоге эмбрионы, которых использовали в опытах, получились бесхвостыми.

Биологи отметили, что найденный метод очень простой и дешевый. «Нас поразила стоимость этой технологии, — говорит Баззини. — Любая лаборатория, работающая с эмбрионами данио-рерио, может ее использовать. И мы уже разослали реагенты для работы с ней в лаборатории по всему миру».

Ученые верят, что с помощью открытого доступа к разработке поучится ответить на фундаментальные вопросы биологи и биомедицины. Сейчас они намерены исследовать роль, которую РНК играет в самые ранние часы развития зародыша. Известно, что молекулы РНК, которые оплодотворенная яйцеклетка взяла от матери, исчезают в первые часы после формирования зиготы, иначе процесс ее деления не запустится и эмбрион не разовьется, но как и в какой момент это происходит ученые пока не знают. По их мнению, понимание этого процесса поможет разобраться, как возникают бесплодие и многие генетические заболевания.