Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

CRISPR-Cas9 стала еще точнее

Исследователи университета Калифорнии в Беркли и центральной больницы штата Массачусетс идентифицировали ключевой регион белка Cas9, регулирующий точность взаимодействия системы CRISPR-Cas9 с целевой последовательностью ДНК. Это позволило им создать исключительно точный редактор генов, обеспечивающий наиболее низкий на сегодняшний день уровень ошибочных разрезов ДНК.

Hyper-accurate_Cas9.jpg

Белок Cas9 (серого цвета) представляет собой РНК-направляемую нуклеазу, которую можно запрограммировать на связывание и разрезание любой целевой последовательности ДНК (темно-синяя двойная спираль), что делает ее мощным инструментом для редактирования генома. После связывания с мишенью домены белка Cas9 претерпевают конформационные перестройки (перемещения отдельных аминокислот представлены цветными полосками), обеспечивая активацию комплекса Cas9-sgRNA для прицельного разрезания ДНК. Домен REC3 (голубого цвета) отвечает за распознавание мишени, что является сигналом к ротации наружу домена REC2 (сиреневого цвета), открывающей проход нуклеазному домену HNH (желтого цвета). Эта активная конформация Cas9 обладает способностью запускать согласованное разрезание двух цепочек ДНК-мишени.

Система CRISPR-Cas9 в настоящее время используется для прицельного разрезания молекул ДНК и их последующего редактирования. Исследователи постоянно работают над повышением точности этого подхода. Одной из стратегий этого поиска является создание мутаций в REC3 – главном домене белка Cas9 – и оценка их положительного влияния на точность метода без снижения эффективности в отношении количества неточных разрезов. Эксперименты показали, что даже незначительные изменения домена REC3 влияют на количественное соотношение между точными и неточными разрезами.

В своей последней работе авторы использовали методику, известную как одномолекулярный резонансный перенос энергии флуоресценции, для точного изучения того, как различные домены белкового комплекса Cas9-РНК двигаются при его связывании с ДНК.

Это позволило им установить, что домен REC3 ответственен за определение точности связывания с мишенью, что является сигналом к ротации наружу домена REC2, открывающей проход нуклеазному домену HNH, активируя «ножницы». Эта активная конформация Cas9 обладает способностью запускать согласованное разрезание двух цепочек ДНК-мишени.

После этого исследователи показали, что путем мутирования разных регионов REC3 можно изменять специфичность белка Cas9 таким образом, что нуклеаза HNH активируется только когда направляющая РНК и специфичный фрагмент ДНК-мишени находятся в непосредственной близости. Им удалось создать улучшенную гипер-точную Cas9, получившую название HypaCas9. В человеческих клетках новая версия фермента несколько лучше отличает целевые регионы ДНК от нецелевых при сохранении эффективности воздействия на целевые фрагменты.

Авторы надеются, что изучение взаимосвязи между структурой, функциями и динамикой Cas9 позволит им создать еще более чувствительные и эффективные вариации фермента для внесения в ДНК различных модификаций.

Статья Janice S. Chen et al. Enhanced proofreading governs CRISPR–Cas9 targeting accuracy http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/full/nature24268.html опубликована в журнале Nature.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of California, Berkeley: Discovery helps engineer more accurate Cas9s for CRISPR editing.

27.09.2017


Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Операции на геноме

Молекулярные биологи из ведущих американских университетов разработали новый метод, с помощью которого можно редактировать геном. Или, как говорят сами авторы, – «делать операции» на уровне генома.

читать

Для чего эмбриону Oct4?

Американские генетики отключили один из генов, отвечающих за развитие человеческого эмбриона, чтобы понять, какую роль он играет в этом процессе.

читать

Семь раз отмерь

Если полученные группой Миталипова результаты действительно противоречивы, то подобные манипуляции представляются крайне рискованными.

читать

Поросята для трансплантологов

Клонирование свиней без эндогенных ретровирусов облегчит выращивание свиных органов, пригодных для пересадки человеку, и сделает их более безопасными.

читать

Провал конкурента CRISPR/Cas9

Автор методики редактирования генома белком NgAgo под давлением научного сообщества отозвал из журнала Nature Biotechnology статью, опубликованную в мае 2016 г.

читать

Генетически модифицированные эмбрионы: подробности

С помощью системы генетического редактирования CRISPR/Cas эмбрионы человека избавили от мутации, вызывающей болезнь сердца – гипертрофическую кардиомиопатию.

читать