Ученые усилили подавление генов в клетках человека с помощью CRISPR-Cas13 и химически модифицированных направляющих РНК

Исследователи из лаборатории Невилла Саньяны в Нью-Йоркском университете (NYU) и Нью-Йоркском геномном центре (NYGC) разработали химически модифицированные направляющие РНК для системы CRISPR, нацеленной на РНК, а не на ДНК. Эти модифицированные гиды значительно усиливают способность отслеживать, редактировать и подавлять РНК в клетках человека.

В исследовании, опубликованном в Cell Chemical Biology, команда изучила ряд различных модификаций РНК и показала, что модифицированные гиды повышают эффективность CRISPR-активности в 2–5 раз по сравнению с немодифицированными. Оптимизированные химические модификации также продлили время активности CRISPR-нацеливания с 48 часов до 4 дней.

Работа велась в сотрудничестве с Synthego Corporation и New England BioLabs. Исследователи применили модификации для нацеливания на рецепторы поверхности Т-клеток человека от здоровых доноров и на «универсальный» участок генетической последовательности, общий для всех известных вариантов РНК-вируса SARS-CoV-2.

Ключевые результаты:

  • Добавление трех оснований с модификацией фосфоротиоатной связи продлило способность подавлять РНК-мишень на несколько дней в клеточной линии человека.
  • В первичных Т-клетках эта модификация привела к подавлению экспрессии рецептора CD46 на 60–65%, по сравнению с 40–45% при использовании немодифицированного гида.
  • Определенные метилирования и инвертированные терминаторные модификации также улучшили активность Cas13.
  • Правильное размещение модифицированных оснований было критически важным для функциональности гидов.

Значение работы:

  • Повышение эффективности и стабильности гидов Cas13 открывает путь для использования РНК-таргетингующих CRISPR в первичных клетках.
  • CRISPR-Cas13 позволяет модулировать экспрессию генов без необратимого изменения последовательности ДНК, что часто предпочтительнее в биомедицинских исследованиях и разработке лекарств.
  • Этот подход незаменим для нацеливания на некодирующие элементы генома или РНК-вирусы (например, коронавирус или грипп), которые невозможно таргетировать на уровне ДНК.

Тест по подавлению универсальной лидерной последовательности SARS-CoV-2 в клетках человека подчеркивает потенциал технологии. Поскольку эта последовательность находится в начале каждой субгеномной РНК вируса, ее эффективное таргетирование может защитить клетки от дальнейшей репликации и инфекции.

2021-08-03