Генетики собрали «швейцарский нож» для редактуры ДНК

Современные методы биоинженерии позволяют ученым  проводить узконаправленные манипуляции с геномом в рамках изучения, в частности, наследственных заболеваний. Одним из таких методов является CRISPR/Cas9, который заключается во внесении двуцепочечного разрыва в поврежденную часть генома и стимулировании репарации — естественного восстановления клеток. CRISPR/Cas9 рассматривается как передовая технология, которая может быть использована, например, в лечении рака, но ее применение ограничено риском спонтанного воздействия нуклеазы на близлежащие участки генома и возникновения мутаций.

В последней работе генетики предложили комбинированную систему редактирования генома. Внесение изменений в ее случае предполагает возможность смены режимов «включения-выключения», что при необходимости позволяет приостанавливать и вновь возобновлять воздействие нуклеазы на ДНК. Мониторинг режимов осуществляется с помощью флуоресцентного маркера. Традиционные способы редактирования, в том числе CRISPR/Cas9, не предусматривают такой настройки, работа их агентов непрерывна.

Кроме того, исследователи попытались упростить процедуру редактирования путем параллелизации процессов. Это было сделано за счет программирования агента на работу с множественными последовательностями за один шаг. При этом каждая последовательность обеспечивала редактору идентификация одного гена. По словам ученых, такой подход сократил время, необходимое для редактирования, с месяца до недели.

В ходе испытаний авторы продемонстрировали работу системы на примере трех генов, связанных с раком груди и немелкоклеточным раком. Результаты показали успешное одновременное удаление поврежденных генов на культивируемых клетках и животных.

«Этот набор инструментов может использоваться для индуцибельного или множественного таргентинга. Мы упростили то, что прежде представляло собой чрезвычайно трудоемкий процесс, это делает методику более эффективной, в том числе в рамках параллельного редактирования», — сообщил ведущий автор работы Цинь Янь, добавив, что подход может сочетаться с другими системами редактирования генома.