Редактура генов: теперь без разрезания ДНК
Удалось придумать метод, позволяющий применять технологию модификации генов CRISPR без разрезания ДНК, сообщает издание «Хайтек». Исследование коллаборации американских и испанских ученых опубликовано в журнале Cell.
Сама технология весьма перспективна: она имеет множество приложений — от сельского хозяйства до медицины. Однако до сих пор не удавалось избежать разрезания ДНК, что приводило к риску нежелательных генетических мутаций.
Основой нового метода стало использование двух модифицированных аденоассоциированных вирусов для генетического манипулирования клетками у новорожденных мышей. Один из них несет ген фермента Cas9, а другой содержит активатор транскрипции и снабжен короткой субгеномной РНК, которая определяет точное положение связывания с геномом мыши. Субгеномная РНК состоит из четырнадцати-пятнадцати нуклеотидов, а не из двадцати, необходимых для стандартной процедуры CRISPR, поэтому делать разрез не требуется.
Когда этот комплекс размещен рядом с ДНК, которую необходимо модифицировать, он способствует экспрессии определенного гена. Этот базовый принцип можно использовать для активации почти любого гена или генетического пути без риска мутаций. Технология впервые использует так называемое эпигенетическое редактирование — изменение фенотипа животного без внесения изменений непосредственно в ДНК.
В тестах с использованием мышиного аналога острой почечной недостаточности исследователи смогли активировать поврежденные или заглушенные гены, восстановив нормальную работу почек. Метод также помог вылечить мышь от диабета первого типа, заставив часть клеток печени производить инсулин. Кроме того, технология оказалась эффективной в борьбе с генетически опосредованной мышечной дистрофией. Как и в остальных случаях, мутантный ген не исправляли и не вырезали, а лишь восстанавливали его работу.
Ранние испытания не выявили никаких опасных побочных эффектов новой методики. Однако до внедрения для лечения человеческих болезней она должна пройти еще много тестов на безопасность и эффективность. Например, нужно определить, не вызовет ли активация генов повышенный иммунный ответ организма. В идеале через несколько лет технику можно будет испытать на людях, а затем модифицировать для терапии различных заболеваний, в том числе болезней Альцгеймера и Паркинсона.