Новый инструмент генетического анализа отслеживает риски CRISPR-редактирования
CRISPR, разработанный более десяти лет назад, произвел революцию в редактировании ДНК. Сейчас ученые применяют его потенциал для терапии заболеваний человека, включая рак, болезни крови и диабет.
В некоторых методах лечения пациентам вводят клетки, обработанные CRISPR, или упакованные компоненты системы, чтобы исправить поврежденные клетки с помощью точного редактирования генов. Однако редактирование CRISPR неидеально и может вызывать нецелевые (off-target) вредные изменения в геноме, иногда приводящие к новым раковым или другим заболеваниям.
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали новую генетическую систему для анализа механизмов, лежащих в основе результатов репарации ДНК с помощью CRISPR. Как описано в Nature Communications, постдокторант Чжицянь Ли, профессор Итан Бир и их коллеги создали анализатор последовательностей для отслеживания целевых и нецелевых мутационных изменений и способов их наследования из поколения в поколение.
Инструмент Integrated Classifier Pipeline (ICP), основанный на концепции бывшего исследователя Дэвида Космана, может выявлять конкретные категории мутаций, возникающих в результате редактирования CRISPR.
Разработанный на мухах и комарах, ICP предоставляет «отпечаток» того, как наследуется генетический материал. Это позволяет ученым отслеживать источник мутационных изменений и связанные с ними риски.
«Система ICP может четко установить, унаследовало ли конкретное насекомое определенные генетические компоненты системы CRISPR от матери или отца, поскольку материнская и отцовская передача дают совершенно разные „отпечатки“», — сказал профессор Итан Бир.
Хотя ICP разработан для насекомых, он обладает огромным потенциалом для применения у людей.
«Существует множество параллельных применений ICP для анализа и отслеживания результатов редактирования CRISPR у людей после генной терапии или во время прогрессирования опухоли», — сказал первый автор исследования Чжицянь Ли.
ICP также помогает отслеживать наследование в системах gene drive — новых технологиях, предназначенных для распространения CRISPR-изменений, например, для остановки передачи малярии или защиты сельскохозяйственных культур от вредителей.
«Система редактирования CRISPR может быть точной более чем на 90%, но поскольку она редактирует снова и снова, в конечном итоге она совершает ошибку. Суть в том, что система ICP может дать очень детальную картину того, что может пойти не так», — отметил Бир.