Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Редактирование больших отрезков ДНК

Редактирование генов для разработки новых методов лечения, изучения болезней, а также нормального функционирования человека и животных может развиваться быстрее благодаря новому инструменту для вырезания из генома клетки крупных фрагментов ДНК. Таковы результаты нового исследования, проведенного на базе Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Сегодня CRISPR используется в качестве исследовательского инструмента в лабораториях по всему миру, а появился он в процессе эволюции в бактериях как средство борьбы с их древним врагом – вирусами-бактериофагами. Когда бактерия сталкивается с фагом, она позволяет вирусной ДНК внедриться в свою собственную ДНК, которая затем служит шаблоном для создания РНК, которая, в свою очередь, связывается с соответствующей вирусной ДНК в самом фаге. Затем ферменты CRISPR нацеливаются на этот участок вирусной ДНК, отключают его и убивают фаг.

В своей последней работе по изучению такой древней гонки вооружений Джозеф Бонди-Деноми, доцент кафедры микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета, вместе с коллегами Балинтом Чёргё и Линой Леон, разработали и протестировали новый инструмент CRISPR.

Уже известный инструмент CRISPR-Cas9 похож на молекулярные ножницы, которые можно использовать для быстрого и точного вырезания небольшого фрагмента ДНК на целевом участке. Затем можно использовать разные методы для вставки другого гена. Но новая система CRISPR-Cas3, адаптированная группой Бонди-Деноми, основана на ином механизме бактериальной системы защиты. Главный фермент в этой системе, Cas3, больше похож на молекулярный шредер, быстро и точно удаляющий гораздо более длинные участки ДНК. Другими словами, Cas3 намного мощнее, чем Cas9: после обнаружения ДНК-мишени он внедряется в цепь и просто «пережевывает» ее.

Возможность разово удалять или заменять длинные участки ДНК позволит исследователям более эффективно оценивать роль участков генома, которые содержат последовательности ДНК с пока неопределенной функцией, что является важным фактором для понимания человека и патогенов, которые его окружают.

Вместо того, чтобы делать 100 различных малых делеций ДНК, теперь можно просто сделать одну делецию и увидеть, что изменилось.

Поскольку бактерии и другие типы клеток обычно используются для производства малых молекул или фармацевтических белковых препаратов, CRISPR-Cas3 позволит ученым биотехнологической отрасли быстро и легко удалять потенциально патогенную или бесполезную ДНК из этих клеток. CRISPR-Cas3 также позволит встраивать целые гены в геном для промышленных, сельскохозяйственных целей или даже для генной терапии людей.

Исследователи выбрали и модифицировали систему CRISPR-Cas3, используемую бактерией Pseudomonas aeruginosa, и продемонстрировали у этого вида и у трех других, включая бактерии, вызывающие болезни у людей и растений, что их более компактная версия успешно удаляет целевой участок ДНК.

Когда Cas3 связывается со своей ДНК-мишенью, он удаляет гены в одной цепи в двух направлениях, оставляя другую цепь ДНК свободной. Делеции, полученные в экспериментах исследователей, различались по размеру, во многих случаях включая до 100 бактериальных генов. Они заметили, что механизм CRISPR-Cas3 также может упростить замену удаленной части ДНК на новую последовательность.

В своем исследовании группа, манипулируя последовательностями ДНК, внедренными в бактерии для восстановления делеций, смогла точно установить границы этих крупных участков для восстановления, чего не получалось добиться с помощью CRISPR-Cas9.

Ученые также обнаружили стратегии анти-CRISPR, которые выработали бактериофаги для борьбы с бактериями, и они могут оказаться полезными для прекращения процесса редактирования генов у человека до появления нежелательных побочных эффектов или при использовании бактериофагов для удаления нежелательных бактерий.

Статья B.Csörgő et al. A compact Cascade–Cas3 system for targeted genome engineering опубликована в журнале Nature Methods.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UCSF: CRISPR Meets Pac-Man: New DNA Cut-and-Paste Tool Enables Bigger Gene Edits.


Читать статьи по темам:

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

Читать также:

За редактирование генома: подробности

Как Шарпантье и Дудна разрабатывали «генетические ножницы».

читать

За редактирование генома

Нобелевскую премию по химии 2020 года получат Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна за метод редактирования генома CRISPR/Cas.

читать

Мини-Cas

Выделенный из бактериофагов белок CasΦ действует так же точно, как и Cas9, но он примерно в два раза меньше.

читать

Звуковая генная терапия

Создан новый вспомогательный инструмент для безопасной и более дешевой генотерапии рака, генетических нарушений и заболеваний крови.

читать

Чтоб моча не била в голову

Новый инструмент редактирования генов CRISPR «Minigen» затормозил прогрессирование генетического заболевания печени у мышей.

читать