Знайдено фермент, який дозволяє редагувати будь-який ген у ДНК

Біоінженери розробили метод, який розширює можливості технологій CRISPR для впливу на всі ділянки геному.

Команда інженерів із США та Швейцарії визначила фермент, який розширює можливості технології генного редагування за допомогою молекулярних «ножиць» CRISPR. Хоча система CRISPR досі могла впливати лише на 12,5% людського геному, новий метод відкриває доступ майже до кожного гена, що потенційно дозволяє лікувати широкий спектр захворювань.

CRISPR-Cas - це бактеріальна імунна система, яка дозволяє бактеріям використовувати молекули РНК і CRISPR-асоційовані (Cas) білки для націлювання та руйнування ДНК вірусів, що вторглися. Дослідники активно використовують цей бактеріальний механізм для генетичного редагування та генної інженерії.

Щоб внести зміни до геному, білки Cas використовують як молекулу РНК, яка спрямовує фермент до цільової ділянки ДНК, так і мотив, суміжний з протоспейсером (PAM). Це коротка послідовність ДНК, яка слідує за цільовою послідовністю ДНК і необхідна для зв'язування білка Cas.

Як тільки напрямна РНК знаходить комплементарну послідовність ДНК, а фермент Cas зв'язує сусідню PAM, фермент діє як ножиці, розрізаючи ДНК, викликаючи бажані зміни геномі. Найбільш поширеною системою CRISPR-Cas є Cas9 із бактерій Streptococcus pyogenes, для якої потрібна послідовність PAM із двох гуанінових основ (GG) поспіль.

Дослідники розробили новий штучний білок Cas9 SpRyc. На відміну від класичного бактеріального білка, йому не потрібна для націлювання зв'язка з двох гуанінових основ. Цю систему можна гнучко налаштовувати, щоб націлювати на будь-які підстави ДНК і, отже, використовуватиме виконання розрізів у будь-яких ділянках ДНК.

Дослідники вивчили потенційне терапевтичне використання цього при генетичних захворюваннях, які неможливо вилікувати за допомогою стандартної системи CRISPR. У доклінічних випробуваннях вони показали, що система SpRyc може впливати, наприклад, на генетичні порушення, пов'язані з синдромом Ретта і хворобою Хантінгтона — неврологічними захворюваннями, які вислизали від традиційної інженерії.