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

Пульт управления работой генов во взрослом организме

Можно ли управлять чужими генами в реальном времени?

Кирилл Стасевич, Компьюлента

В Клинике Майо (Рочестер, США) разработан метод, позволяющий по желанию исследователя включать и выключать любой ген в живом организме.

Существующие способы управления геномом построены по одной схеме, серьёзно ограничивающей их применение: речь идёт о подавлении активности гена. Проще всего это сделать, разрезав ДНК с этим геном с помощью фермента так, чтобы даже после ремонта этот ген не мог функционировать. Для этого используют нуклеазы с так называемыми цинковыми пальцами – структурными элементами, которые обладают специфичностью к тем или иным нуклеотидным последовательностям.


Один из способов специфичного взаимодействия белков и ДНК:
цинковые пальцы фактора транскрипции (фиолетовый) «берутся» за нить ДНК
(рисунок Laguna Design).

Но набор таких «цинковых пальцев» ограничен, то есть далеко не всякий фрагмент в ДНК можно с их помощью обнаружить. Альтернативой служат морфолиновые олигонуклеотиды. Это короткие синтетические нуклеотидные цепочки, с абсолютно любой специфичностью, какую только можно пожелать. Присоединяясь к клеточной ДНК, они блокируют активность того или иного гена. Минус такого подхода во временном действии; рано или поздно блокада с гена будет снята сама по себе.

В статье, опубликованной в журнале Nature (Bedell et al., In vivo genome editing using a high-efficiency TALEN system), авторы описывают третий способ, основанный на использовании ферментов-нуклеаз TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease). Это гибридные белки, часть которых взята у бактерий. Бактериальный фрагмент связывается с небольшими фрагментами ДНК; благодаря необычайной изменчивости его можно приспособить для распознавания едва ли не любой ДНК-последовательности. Другой кусок молекулы TALEN – это собственно нуклеаза, которая делает разрезы в ДНК.

До сих пор TALEN использовались в клеточных культурах. Теперь же исследователи сумели адаптировать этот метод к целым организмам. В геном полосатого данио (Danio rerio) был вставлен генетический регулятор, который позволял включать или выключать конкретный ген. То есть с помощью специфичной нуклеазы TALEN был сделан разрез вблизи интересующего учёных гена. Затем в разрез с помощью других ферментов была вставлена эта регуляторная нуклеотидная последовательность. После чего оставалось лишь нажимать на рычаг, то есть добавлять вещества, которые включали/выключали регулятор. Следует подчеркнуть, что, во-первых, использование TALEN позволяет ввести регуляторную последовательность «под бок» к любому гену, а во-вторых, эту манипуляцию, как показали авторы, можно проводить с целым организмом, а не только с культурой клеток.

Перспективы нового способа (или новой модификации старого способа, если угодно) трудно переоценить. К примеру, важно знать, что делает тот или иной ген в течение всей жизни, меняется ли его функция, продолжает ли он работать, и т. д. До сих пор выяснить это было невероятно трудно: учёные могли выключить какой-то ген ещё на стадии эмбриона, но включить его обратно уже у взрослого организма не получалось. Если мутация оказывалась критичной, эмбрион умирал, после чего делали вывод о том, что ген необычайно важен на эмбриональной стадии, а вот что с ним происходит дальше, это никто не знал.

И вот теперь появился шанс досконально узнать возрастные, так сказать, особенности работы генов. И это не говоря о том, что с помощью описанного метода теоретически можно «включать» или «выключать» гены, неправильная активность которых лежит в основе тяжёлых наследственных (и не только наследственных) болезней.

Подготовлено по материалам Nature News: Custom gene editing rewrites zebrafish DNA.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
25.09.2012

Читать статьи по темам:

генетически модифицированные животные генная инженерия экспрессия генов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Овечий рыбий жир

В геном овцы был введен ген, отвечающий за производство омега-3 полиненасыщенных жирных кислот (их содержат растительные масла, орехи, морепродукты и рыбий жир). Китайские ученые надеются, что теперь овечье молоко и мясо могут стать источником этих веществ.

читать

Генетически модифицированные свиньи – доноры будущего

В будущем генетически модифицированные свиньи могут решить проблему дефицита донорских органов для трансплантации.

читать

Инновации в области наук о живом-2009: № 5

Компания Sigma-Aldrich получила первый результат работы «цинковых пальцев» – нокаутированных крыс.

читать

Трансгенное будущее: козы вместо женщин

…председатель Совета Федерации Сергей Миронов – один из первых, кто заинтересовался трансгенными козами… козьей, правда, на тот момент не было. Миронову предложили набить сначала руку на мышиной...

читать

Болезнь Альцгеймера: новая мишень

Удаление у мышей с моделью болезни Альцгеймера гена одного из ферментов привело к рекордному улучшению всех типичных симптомов и объективных показателей заболевания.

читать

Генетически модифицированные животные вне закона

Свиньи с генами человеческих болезней – намного лучшая модель, чем грызуны, но FDA пока не решило, можно ли использовать этих животных для опытов.

читать