Новый подход к регуляции генов позволяет активировать несколько генов одновременно

Исследователи из Института Уайтхеда создали мощную новую систему регуляции генов под названием CRISPR-on. Она позволяет одновременно повышать экспрессию нескольких генов и точно манипулировать уровнем экспрессии каждого гена. Система эффективна как в клетках мыши и человека, так и в эмбрионах мыши.

"CRISPR-on — это инструмент, который будет очень полезен для изучения многих биологических процессов, особенно для изучения функций генов и генетических сетей", — говорит основатель Института Уайтхеда Рудольф Яниш. "В отличие от РНК-интерференции, которая обычно используется для инактивации генной активности, система CRISPR-on позволяет активировать клеточные гены. Эта технология существенно расширяет наши возможности по изменению экспрессии генов в культивируемых клетках и животных".

Система CRISPR-on представляет собой модифицированную версию CRISPR/Cas (от "clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR associated"). Она основана на бактериальной системе защиты от вирусных захватчиков. CRISPR/Cas использует фермент Cas9, который разрезает ДНК в местах, указанных одноцепочечными направляющими РНК (sgRNA). Команда Уайтхеда модифицировала фермент Cas9, лишив его способности разрезать ДНК и добавив домен активации транскрипции. Полученный фермент может повышать экспрессию генов, не изменяя ДНК постоянно.

Новая система описана на этой неделе в журнале Cell Research.

Способность CRISPR-on активировать только нужные гены на разных уровнях может помочь ученым лучше понять транскрипционные сети, лежащие в основе различных заболеваний, и потенциально найти новые способы их лечения.

"Многие заболевания, особенно сложные, затрагивают несколько генов, и эту систему можно было бы использовать терапевтически для нацеливания и совместной активации нескольких генов и коррекции этих фенотипов заболеваний", — говорит Альберт Ченг, аспирант лаборатории Яниша и соавтор статьи в Cell Research. "Или мы могли бы использовать ее для изучения генетических сетей при заболеваниях и лучшего понимания того, как эти заболевания работают".

На данный момент исследователи использовали CRISPR-on для одновременной активации до трех нативных генов в клетках человека.

"Я думаю, нам нужно проделать больше работы, чтобы выяснить, есть ли какие-либо ограничения на количество генов, которые CRISPR-on может активировать одновременно", — говорит Хаойи Ван, соавтор и постдокторант лаборатории Яниша. "Мы хотели бы получить данные по активации 10 или более генов, чтобы увидеть, есть ли верхний предел возможностей этой системы".