Метод использует собственную CRISPR-Cas систему бактерий для выключения генов
Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали метод, который использует уже существующую иммунную систему бактерий и архей для выключения конкретных генов или их наборов.
Метод работает, захватывая собственную CRISPR-Cas систему микроба. В наиболее распространенной системе типа I, CRISPR РНК и набор белков связываются с соответствующей последовательностью ДНК, после чего сигнализируют белку Cas3, который разрезает ДНК.
Подход команды заключался в модификации системы типа I двумя способами:
- Геном микроба редактируют, чтобы предотвратить производство Cas3.
- Вводят синтетическую ДНК, которая производит кастомизированные CRISPR РНК.
Эти РНК содержат комплементарные последовательности, соответствующие конкретным участкам в геноме микроба. Когда они связываются с целевым геном, тот выключается — блокируется его транскрипция в РНК.
Команда смогла вводить как отдельные CRISPR РНК, так и их цепочки, что позволило одновременно нацеливаться на несколько генов. Например, они контролировали гены, позволяющие микробам потреблять разные сахара, и могли диктовать, какие сахара будут потребляться.
Ключевые преимущества метода:
- Позволяет изучать роль отдельных генов или их наборов, просто выключая их.
- Может использоваться вместе с методами высокопроизводительного скрининга.
- Поскольку гены не разрушаются (нет белка Cas3), их можно снова включить, прекратив производство CRISPR РНК. Гены возобновляют транскрипцию по мере размножения микробов и деградации оставшихся РНК.
Этот инструмент может ускорить научные открытия и помочь в инженерии микроорганизмов для биотехнологий и медицины, например, в создании бактериальных штаммов для эффективного преобразования биомассы растений в жидкое топливо.