Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) продемонстрировали инновационный метод редактирования генов CRISPR, который заключается в корректировки мутации путем копирования такого же участка из здоровой хромосомы. Оказалось, что такая технология работает намного эффективнее, по сравнению с обычным разрезанием и склеиванием ДНК.
Новая технология редактирования генов CRISPR позволяет исправлять мутации в одной хромосоме путем копирования здорового гена из другой. Depositphotos
Как правило, при многих генетических заболеваниях дефектная мутация развивается только на одной хромосоме, тогда как другая содержит рабочую версию того же гена. Новый инструмент CRISPR исправляет мутацию в одной хромосоме путем копирования здорового гена из другой (этот механизм команда назвала репарацей гомологичной хромосомы - HTR)
Чтобы продемонстрировать технологию в действии, учёные сконструировали плодовых мушек с визуально заметной мутацией - абсолютно белыми глазами, на которых в случае успешного редактирования генов должны были образоваться красные участки. Что собственно и произошло: после окончания эксперимента на глазах большинства насекомых появился красный пигмент.
Эксперты обнаружили, что метод HTR можно сделать еще более эффективным, если использовать совместно с другой недавно разработанной технологией CRISPR под названием "Nickases". Обычный фермент Cas9 разрезает обе нити ДНК, что снижает вероятность успеха и может привести к ошибкам. Но технология Nickases разрезают только одну нить ДНК, позволяя редактировать геном более аккуратно и безопасно.
Диаграмма, иллюстрирующая различие между использованием CRISPR-Cas9 (слева) и CRISPR с никазами (справа). UCSD
В испытаниях на плодовых мушках технология CRISPR-Cas9 показала низкую степень восстановления генома - всего 20-30 процентов (при этом у дрозофил наблюдалось лишь частичное восстановление красного пигмента). Объединив данную технологию с методикой, Nickases удалось увеличить этот коэффициент до 50 -70 процентов, "почти полностью вернув нормальный цвет глаз насекомых с гораздо меньшим количеством непреднамеренных мутаций".
По мнению участников проекта, "новую методику в перспективе можно использовать для лечения человеческих клеток, однако для этого необходимо проделать огромную работу".
"Мы пока не знаем, как этот процесс будет работать на клетках человека и удастся ли его применить к тем или иным генам", - сообщила Аннабель Гишар, старший автор исследования. "Весьма вероятно, что для получения эффективной HTR в отношении мутаций, вызывающих заболевания, которые несут человеческие хромосомы, потребуется некоторая корректировка".
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Источники: UCSD, Journal Science Advances, Википедиа
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Репарация_ДНК)
(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo0721)
(https://ucsdnews.ucsd.edu/pressrelease/soft-crispr-may-offer-a-new-fix-for-genetic-defects)
