Обнаружен высокоэффективный Cas9 для редактирования генома in vivo
Исследователи из Broad Institute (MIT и Гарвард), Массачусетского технологического института (MIT) и Национального центра биотехнологической информации NIH (NCBI) идентифицировали высокоэффективную нуклеазу Cas9, которая решает одну из ключевых проблем для редактирования генома in vivo. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Проблема заключалась в доставке системы CRISPR-Cas9 в клетки взрослых животных. Наиболее перспективным вектором считается адено-ассоциированный вирус (AAV), но его малая грузоподъемность не позволяла упаковать в одну частицу крупный фермент SpCas9 (из Streptococcus pyogenes) и другие компоненты для редактирования.
Решение: компактный аналог
Команда под руководством Фэна Чжана (Broad/MIT), Филлипа Шарпа (MIT) и Евгения Кунина (NCBI) проанализировала последовательности Cas9 из более чем 600 видов бактерий. Они искали меньшие по размеру, но столь же эффективные ферменты.
Cas9 из Staphylococcus aureus (SaCas9) оказался на 25% меньше SpCas9. В тестах на клетках млекопитающих он показал:
- Сопоставимую с SpCas9 эффективность разрезания ДНК.
- Сопоставимую точность нацеливания (проверено методом BLESS на наличие нецелевых разрезов).
Доказательство in vivo
В качестве мишени для проверки in vivo был выбран ген PCSK9 — перспективная терапевтическая мишень, связанная с уровнем холестерина.
- Мышам вводили AAV, несущий систему SaCas9 для нацеливания на PCSK9.
- Через неделю в крови наблюдалось почти полное истощение PCSK9.
- Общий холестерин снизился на 40%.
- Признаков воспаления или иммунного ответа не было.
Значение и перспективы
- Платформа для доставки: SaCas9 решает проблему упаковки в AAV, открывая путь для экспериментов и потенциальной терапии in vivo.
- Исследование генов: Система расширит возможности скрининга мутаций и изучения функции генов на животных моделях.
- Дальнейшая оптимизация: Сравнение SpCas9 и SaCas9 поможет улучшить систему.
"Это исследование демонстрирует силу сравнительного геномного анализа для расширения инструментария CRISPR-Cas9. Наша долгосрочная цель — развитие CRISPR как терапевтической платформы", — Фэн Чжан, старший автор исследования.