Одним махом
Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе модифицировала технологию редактирования генома CRISPR, сделав ее более эффективной и быстрой.
Исследователи умеют производить одинаковые изменения в большом количестве клеток, но сделать одновременно тысячи разных изменений (в разных участках ДНК) было невозможно.
Теперь за то время, которое сейчас требуется для редактирования и анализа нескольких мутаций можно будет произвести десятки тысяч изменений. На качестве и точности редактирования ускорение процесса не скажется.
Система CRISPR состоит из двух компонентов. Это так называемые генетические ножницы – фермент Cas9, который рассекает цепь ДНК в необходимых местах, и направляющая молекула РНК, которая указывает ножницам на мишень. Cas9 удаляет целевой ген, на его место, как правило, вставляется здоровый ген.
Для того чтобы CRISPR удалил нужный ген, оба компонента должны сработать правильно. Как добиться такой же точности в масштабах не одной, а десяток тысяч клеток?
Исследователи изобрели метод, заключающийся в физическом соединении тысячи направляющих с ножницами, в виде такого набора они точно доставляются в каждую клетку.
Сначала метод был испытан для редактирования восьми уникальных генов в дрожжевых клетках одновременно. Для оценки результата авторы секвенировали целевые участки ДНК. Желаемые мутации присутствовали в 95% случаев, что является показателем высокой эффективности метода.
Затем авторы создали пул из более 10 000 различных пар системы CRISPR. Они были нацелены на участки ДНК – 1034 гена в каждой дрожжевой клетке, считающиеся жизненно важными. Каждая из этих пар заменяла определенный участок определенного гена на стоп-кодон, прекращающий работу рибосомы.
Каждые 24 часа в течение четырех дней ученые проводили подсчет живых и мертвых клеток. Авторы обнаружили, что многие гены, которые ранее считались жизненно важными для клетки, таковыми не являются.
Усовершенствование технологии CRISPR, безусловно, поможет ученым быстро отличать мутации жизненно важных генов от безвредных изменений. Возможность редактировать одновременно большое количество разных участков ДНК в конечном итоге приведет к выявлению мутаций, являющихся истинной причиной того или иного генетического заболевания.
Статья M. J. Sadhu et al. Highly parallel genome variant engineering with CRISPR–Cas9 опубликована в журнале Nature Genetics.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru.