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

Редактор, которому не нужен корректор

Ученые: новая версия ДНК-редактора меняет геном с 100% точностью


Американские молекулярные биологи представили миру новую версию революционного геномного редактора CRISPR/Cas9, которая меняет ДНК почти с 100%-ной точностью и крайне редко вносит лишние «правки» в структуру генома, говорится в статье, опубликованной в журнале Science (Slaymaker et al., Rationally engineered Cas9 nucleases with improved specificity).

«Большая часть из опасений, связанных с безопасностью CRISPR/Cas9, связаны с тем, что данная система может вносить изменения в ненужные регионы генома. Мы надеемся, что создание eSpCas9 позволит нейтрализовать часть из этих опасений, но конечно, этот белок не является панацеей. Сфера геномного редактирования стремительно развивается, и нам еще многое предстоит узнать, прежде чем мы сможем применять ее на практике», – заявил Фэн Чжан (Feng Zhang) из Массачусетского технологического института (в пресс-релизе Broad, MIT scientists overcome key CRISPR-Cas9 genome editing hurdle – ВМ).

Чжан и его коллеги являются разработчиками революционной системы редактирования генома – CRISPR/Cas9, позволяющей произвольным образом удалять и заменять отдельные гены и фрагменты ДНК. Первые версии этой технологии появились в 2013 году, когда Чжан и его коллеги осознали, что встроенный в бактерии Streptococcus pyogenes «антивирус» – систему CRISPR – можно использовать, вместе с другим бактериальным белком, ДНК-ножницами Cas9, для редактирования генома.

В 2013 году началось бурное развитие этой технологии, и на сегодня ее успели использовать для редактирования геномов десятков живых существ, в том числе и человеческих эмбрионов, в чем сознались китайские генетики в апреле этого года. Эти опыты раскрыли главный недостаток CRISPR/Cas9 – «редактор», особенно при множественном изменении генов, иногда ошибался и удалял ненужные сегменты ДНК.

Подобное поведение допустимо при генетических экспериментах в лаборатории, но недопустимо в медицинской практике, где подобная опечатка может стоить жизни человеку, в ДНК которого производится «хирургическое вмешательство».

Чжан и его коллеги потратили последние два года на то, чтобы найти способы заставить Cas9 не вмешиваться в работу тех частей генома, которые не нуждаются в правке. Плодом их усилий стал новый белок eSpCas9, структура которого отличается от оригинала всего на три «буквы»-аминокислоты.

Эти изменения, как рассказывает Чжан, сделали фермент более привередливым – теперь он не начинает резать ДНК в тех случаях, когда РНК-«шаблон», содержащий в себе «негатив» вырезаемого гена, лишь частично совпадает с нужной последовательностью генетических «букв»-нуклеотидов.

Команда Чжана смогла добиться этого благодаря тому, что ученые хорошо изучили то, как нить нуклеотидов сцепляется с Cas9 и как на этот процесс влияют заряды молекулы ДН и самого фермента, что позволило им, при помощи компьютера, подобрать такие изменения в структуре белка, что он стал слабее связываться с неправильно соединившимися РНК-«шаблонами».

Рисунок из статьи в Science – ВМ

Как показали первые эксперименты с eSpCas9, данная версия белка позволяет достичь фактической 100%-ной точности редактирования генома, что в принципе позволяет использовать CRISPR/eSpCas9 для тонкой «молекулярной хирургии» и потенциальных клинических целей.

Сам Чжан предупреждает, что говорить об этом пока рано – для решения подобных задач требуются дополнительные проверки надежности eSpCas9, а также всестороннее обсуждение этических аспектов редактирования генома. Для стимуляции дискуссии и экспериментов ученые открыли «исходный код» eSpCas9, что позволит молекулярным биологам со всего мира проверить работу новой версии белка и попытаться найти изъяны в разработке Чжана и его коллег.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
02.12.2015

Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Интервью с биологом о перспективах генной инженерии

Александр Панчин – о многообещающих иммунных ГМ-клетках и светлом будущем, которые они сулят больному человечеству.

читать

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

Новые ножницы для генной инженерии

Cpf1 работает подобно CRISPR-Cas9, применяющемуся сейчас в экспериментах по изменению генома человека, однако обладает рядом преимуществ.

читать

Отключение генов поможет решить проблему выкидышей

Модифицируя эмбрионы человека, исследователи хотят определить гены, активнее всего действующие в первые дни жизни плода, когда эмбрион формирует клетки – основу будущей плаценты.

читать

Редактирование геномов эмбрионов: мнение либералов

«Жизненно важно» разрешить генетическую модификацию эмбрионов человека, говорится в заявлении влиятельной международной группы ученых, специалистов по этике и экспертов в области юриспруденции.

читать