Тормоз для CRISPR
Белок, подавляющий действие системы геномного редактирования, испытали для предотвращения мутаций
Марина Аствацатурян, «Эхо Москвы»
В прошлом году две группы ученых сообщили об открытии нескольких белков, которые способны блокировать активность системы CRISPR-Cas9. В природе она существует у бактерий, но в последние годы стала активно использоваться экспериментаторами для внесения направленных мутаций.
В июльском номере журнала Science Advances исследователи из Калифорнийского университета Беркли и Сан-Франциско (UCB и UCSF) описали использование анти-CRISPR белков для уменьшения нецелевых эффектов геномного редактирования (Shin et al., Disabling Cas9 by an anti-CRISPR DNA mimic).
«CRISPR считался бактериальной иммунной системой, защитой от вирусов, и, как это зачастую происходит в биологии, если что-то является оружием, то цель, на которую оно направлено, принимает ответные меры», пояснил в комментарии изданию The Scientist один из соавторов работы Джейкоб Корн (Jacob Corn) из Беркли. Фаги – вирусы бактерий – выработали для борьбы с системами CRISPR анти-CRISPR-белки.
Изучая механизм, который срабатывает в случае одного из таких белков (он выделен из бактериофага Listeria и называется AcrIIA4), авторы обратились к электронной микроскопии и экспериментам в культуре клеток человека. Им удалось выяснить, что действие белка анти-CRISPR основано на соединении с ферментом редактирования Cas9 в определенном месте, углублении в его структуре, где обычно происходит соединение с ДНК, подлежащей разрезанию. Анти-белок предотвращает связывание с ДНК, заполняя этот «карман».
Рисунок из пресс-релиза UC Berkeley Anti-CRISPR proteins
decrease off-target side effects of CRISPR-Cas9 – ВМ.
Эффективность анти-CRISPR-системы в культуре клеток человека Корн с коллегами проверили на гене фактора роста эндотелия сосудов А, который уже известен обилием побочных мутаций при редактировании, а также на гене гемоглобина, который ранее использовался в этой лаборатории для корректировки мутаций, вызывающих серповидно-клеточную анемию.
Анализ показал, что подгадав время добавления анти-белка AcrIIA4 и самого Cas9, можно управлять блокированием нецелевых эффектов. «Мы обнаружили, что если сначала добавить анти-белок, а сразу после него Cas9, разрезающий ДНК, это вызовет полное предотвращение редактирования, но если вы задержитесь с добавлением Cas9 примерно на шесть часов, то целевое редактирование пострадает не сильно, а побочного будет гораздо меньше», говорит Корн.
Напомню, что в начале июня широко распространилось сообщение об исследовании, в котором было показано, что применение методики геномного редактирования CRISPR сопряжено с бόльшим, чем предполагалось, количеством непредвиденных мутаций, и это вызвало панику среди инвесторов, а также критику исследования за отсутствие корректных контрольных образцов.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
20.07.2017