Новый метод генного редактирования может исправить 89% мутаций

CRISPR — мощный инструмент для редактирования генома, изобретенный в 2012 году, который все еще имеет недостатки. Однако ученые из Гарвардского университета разработали новый способ — праймированное редактирование, — который, по их словам, обещает превзойти классический метод. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Праймированное редактирование позволяет добавлять или удалять конкретные участки генетической информации, при этом работая только с одной нитью ДНК, а не с обеими. Авторы исследования проверили методику на нескольких клетках человека и мышей, внеся более 175 различных «правок». На базе эксперимента они добавили, а затем вырезали мутации, которые провоцируют развитие серповидно-клеточной анемии, муковисцидоза и болезни Тея — Сакса — это аберрации ДНК, которые предыдущие способы редактирования генома либо не могли исправить, либо делали это неэффективно.

Как заявляют ученые, при праймированном редактировании изменения произошли в большом проценте ячеек и вызвали относительно небольшое количество нецелевых изменений. Авторы работы утверждают, что новая технология способна исправить почти 89% известных патогенных генетических вариаций.

Химик Джордж Черч объяснил, что большинство систем CRISPR основаны на молекулярном комплексе, соединяющем направляющую РНК в определенном месте в геноме с ферментом Cas9, который разрезает обе нити ДНК. Когда клетка пытается восстановить соединение ДНК, ее репарационный механизм может вводить или удалять нуклеотиды. В это время ученые могут воспользоваться неудачным восстановлением, чтобы выбить гены, которые, например, влекут то или иное заболевание.

По словам Черча, двунитиевые разрывы ДНК — это «вандализм». Когда фрагмент ДНК пытается восстановить разрыв, порой могут возникнуть нежелательные и даже опасные мутации. «Если CRISPR-Cas9 и другие программируемые нуклеазы похожи на ножницы, а базовые методы похожи на карандаши, то праймированное редактирование можно сравнить с текстовым редактором, способным отыскивать целевые последовательности ДНК и точно заменять их отредактированными цепочками», — сказал второй автор работы, химик Дэвид Лю.

Праймированное редактирование позволяет избежать недостатков предыдущих методов, модифицируя белок Cas9 и направляющую РНК. В итоге измененный Cas9 разрезает одну нить двойной спирали. Для новой последовательности ДНК, которая будет добавлена ​​в геном, потребуется второй белок, присоединенный к Cas9: фермент обратной транскриптазы, который может сделать новую цепь ДНК из РНК-матрицы и вставить ее точно на нужный участок.

Однако, предупреждают ученые, несмотря на низкую вероятность ошибки нового метода (от одного до десяти процентов), им понадобятся еще время и дополнительные исследования, чтобы больше изучить возможные побочные эффекты. И может пройти много лет, пока безопасность, эффективность и жизнеспособность новой технологии будут на сто процентов подтверждены. Кроме того, «если ген трудно редактировать, он останется таковым, независимо от техники», подытожили авторы исследования.

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram