Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • Vitacoin

CRISPR-Cas9: еще точнее

Генная терапия является перспективной стратегией лечения заболеваний, вызванных генетическими отклонениями. Все большую популярность приобретает CRISPR-Cas9 – относительно новый метод редактирования генома, работающий по принципу ножниц, которые отсекают дефектные участки ДНК. Потенциал CRISPR-Cas9 сложно переоценить, тем не менее, и он несет в себе ряд нежелательных эффектов, обусловленных ошибками в определении генов, которые необходимо отсечь.

Группа ученых из Университета Осаки (Япония) под руководством Синъитиро Накады (Shinichiro Nakada) сообщила о разработке, модифицирующей CRISPR-Cas9 и существенно снижающей риск ошибки в процессе редактирования.

SNGD.png

Слева: Cas9 перерезает обе нити ДНК, которые восстанавливаются потом в присутствии донорного шаблона. Справа: методика SNGD, при которой частично вырезаются нуклеотиды цепи с геном-мишенью и донорной ДНК.

Метод CRISPR-Cas9 состоит из двух компонентов: белка Cas9, выполняющего роль ножниц и отсекающего дефектный ген, и направляющей РНК, которая указывает белку Cas9, какой именно участок ДНК нужно удалить. Вместе эти два компонента могут удалить любой ген. Проблема в том, чтобы повысить точность CRISPR-Cas9, так как есть вероятность удаления «здорового» гена и сохранения дефектного. Кроме того, в процессе восстановления пересеченной ДНК могут появиться мутации.

Белок Cas9 пересекает обе нити ДНК, разделяя и здоровый ген. Нити довольно быстро восстанавливаются. Механизм восстановления ДНК в клетке основан на копировании поврежденного гена с идентичного участка целой цепи ДНК. Этот участок действует как шаблон, который используется в качестве молекулярного плана, позволяя клетке более точно восстановить ДНК.

Исследователи предложили предоставить клеткам донорный ДНК-шаблон, который повысит точность при восстановлении последовательности азотистых оснований и приведет к репарации ДНК с минимальным риском мутаций. Это позволит с высокой точностью исправить дефектный ген.

Исследователи использовали модифицированную форма белка Cas9 (Cas9-никазу), которая частично пересекала только одну нить ДНК. Одновременное удаление гена-мишени и гена на донорной ДНК привело к повышению точности при восстановлении целостности ДНК и достижению желаемого результата редактирования.

Исследователи выяснили, что разработанная ими техника SNGD (single nicks in the target gene and donor plasmid, одиночный разрез в целевом гене и донорной плазмиде) подавляет формирование нежелательных мутаций по сравнению с традиционной методикой CRISPR-Cas9. В одном из экспериментов уровень ошибок при редактировании техникой CRISPR-Cas9 составила 90%, в то время как при использовании модифицированной методики SNGD он не превысил 5%.

Таким образом, использование донорной ДНК в качестве образца для восстановления генов в сочетании с неполным пересечением ДНК существенно снижают риск мутаций, образующихся в процессе редактирования генома. Важно отметить, что повышение точности не сказалось на производительности метода SNGD.

Статья Kazuhiro Nakajima et al. Precise and efficient nucleotide substitution near genomic nick via noncanonical homology-directed repair опубликована в журнале Genome Research.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Osaka University: New genome-editing method “cuts back” on unwanted genetic mutations.


Читать статьи по темам:

генная инженерия генотерапия мутация Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Модификация генома стволовых клеток не вызывает нежелательных мутаций

Применение наиболее популярных методик модификации генов не увеличивает количество мутаций, возникающих в стволовых клетках.

читать

Геномная хирургия

CRISPR и другие новые технологии позволяют с высокой точностью редактировать конкретные фрагменты ДНК, вплоть до замены одной пары нуклеотидных оснований. По сути, они позволяют по желанию переписать человеческий геном.

читать

Подконтрольная эволюция

Термин «генетически модифицированный организм» подразумевает, что геном того или иного объекта был изменен. Как и для чего его меняют?

читать

Ох, нелёгкая это работа…

Одни из первых разработчиков популярного метода редактирования генома из Института Броуда пришли к выводу, что CRISPR/Cas пока что мало подходит для работы с человеческими генами.

читать

Тормоз для CRISPR

Американские исследователи описали использование белка, подавляющего действие системы CRISPR-Cas9, для уменьшения нецелевых эффектов редактирования генов.

читать

О пользе генов

Основатель медико-генетического центра Genotek – о том, почему люди боятся генетических технологий, и как генетические открытия могут повлиять на жизнь общества в будущем.

читать