Впервые учёные использовали CRISPR-Cas9 для нацеливания на РНК в живых клетках

Исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего впервые применили популярную технологию редактирования ДНК CRISPR-Cas9 для нацеливания на РНК в живых клетках. Работа опубликована 17 марта 2016 года в журнале Cell.

Многие заболевания, включая рак и аутизм, связаны с проблемами РНК — молекулы-посредника, которая переносит генетический код из ядра клетки. Её локализация и транспорт внутри клетки влияют на производство белков в нужном месте и в нужное время.

Как работает новая система RCas9

Обычно система CRISPR-Cas9 нацелена на ДНК: направляющая РНК ведёт фермент Cas9 к нужному участку генома, где он разрезает ДНК. Чтобы перенаправить её на РНК, учёные модифицировали систему:

  • На основе предыдущих работ соавтора Дженнифер Даудны они создали короткую нуклеиновую кислоту — PAMmer.
  • Вместе с направляющей РНК PAMmer направляет Cas9 к молекуле РНК-мишени.

Эксперимент и результаты

Для проверки системы команда нацелила Cas9, слитый с флуоресцентным белком, на РНК, кодирующие белки ACTB, TFRC и CCNA2. Это позволило в реальном времени отслеживать движение РНК в живых клетках без использования искусственных меток, которые могут мешать клеточным процессам.

Учёные наблюдали, как РНК перемещаются в стрессовые гранулы — скопления белков и РНК в цитозоле клетки, которые образуются в ответ на стресс. С этими гранулами связаны нейродегенеративные заболевания, такие как боковой амиотрофический склероз (БАС).

Значение и перспективы

  • Старший автор исследования, профессор Джин Йео: «Насколько нам известно, это первая работа по нацеливанию на РНК в живых клетках с помощью CRISPR-Cas9».
  • Первый автор исследования, Дэвид Неллес: «CRISPR-Cas9 произвёл революцию в геномике и медицине, позволив редактировать ДНК. Но многие болезни связаны с проблемами РНК».

Текущая работа фокусируется на отслеживании движения РНК. В будущем система может быть использована для измерения других характеристик РНК или создания терапевтических подходов для коррекции вызывающих болезни нарушений, связанных с РНК.