Анти-CRISPR белки снижают побочные эффекты CRISPR-Cas9

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что ингибиторные белки анти-CRISPR, которые вирусы выработали в качестве контрмеры против бактериальной защиты, можно использовать для улучшения CRISPR-Cas9 как инструмента генной терапии. Они уменьшают нецелевое редактирование генов, которое может вызывать нежелательные побочные эффекты.

Учёные из UC Berkeley и UC San Francisco продемонстрировали, что недавно открытые анти-CRISPR белки снижают нецелевые эффекты до четырёх раз, действуя как аварийный выключатель для отключения CRISPR-Cas9 после выполнения её задачи.

Ключевые результаты

• Один конкретный анти-CRISPR белок AcrIIA4 в четыре раза снизил нецелевые эффекты молекулы CRISPR-Cas9, нацеленной на мутировавший ген гемоглобина, ответственный за серповидноклеточную анемию. Это происходит без значительного снижения желаемого целевого редактирования.
• Наиболее эффективной стратегией на культуре человеческих клеток оказалась доставка CRISPR-Cas9, а затем, спустя несколько часов, белка анти-CRISPR. Даже через шесть часов после начала работы CRISPR добавление анти-CRISPR снижало нецелевые эффекты более чем в два раза по сравнению с целевыми.
• С помощью криоэлектронной микроскопии исследователи из лаборатории Дженнифер Даудны выяснили механизм: анти-CRISPR белок имитирует ДНК, «обманывая» CRISPR-Cas9, связывается с ферментом Cas9 в критически важном для его функции месте и блокирует дальнейшее разрезание ДНК.

Значение и перспективы

• Джозеф Бонди-Деноми (UC San Francisco), открывший AcrIIA4, предполагает, что эти белки могут стать стандартным компонентом CRISPR-терапии. Их можно доставлять вместе с CRISPR-Cas9, чтобы отключить редактирование через заданное время и предотвратить случайные разрезы в других участках генома.
• Джейкоб Корн (UC Berkeley) подчеркивает: «Возможность выключить редактирование Cas9 так же важна, как и возможность его включить... Анти-CRISPR белки предлагают возможности как для полного отключения Cas9, так и для тонкой настройки его активности».
• Анти-CRISPR белки также можно использовать как инструмент для определения оптимального временного окна активности Cas9 для конкретного типа клеток и конкретной направляющей РНК.