Новая версия CRISPR-Cas9 может повысить точность редактирования генов

Исследователи разработали новый вариант технологии редактирования генов CRISPR-Cas9, который потенциально может повысить точность генной терапии у людей. Новая версия уменьшила количество нецелевых изменений в ДНК по сравнению с диким типом, что указывает на её возможную роль в терапиях, требующих высокой точности. Исследование учёных из Центра репаративной медицины Мин Вая Лау Каролинского института в Гонконге опубликовано в журнале PNAS.

CRISPR-Cas9 — это фермент, впервые обнаруженный в бактериях, который можно запрограммировать на точное нахождение в геноме, где он разрезает и ремонтирует ДНК. Эти «молекулярные ножницы» можно использовать для исправления дефектных участков ДНК, и сейчас их тестируют в клинических испытаниях для борьбы с раком, заболеваниями крови и наследственной слепотой.

Однако в текущей форме технология сталкивается с проблемами. Одна версия, нуклеаза Cas9 из бактерии Streptococcus pyogenes (SpCas9), обладает высокой точностью, но слишком велика для вирусной частицы, доставляющей инструмент редактирования в клетки. Другая версия, нуклеаза Cas9 из Staphylococcus aureus (SaCas9), значительно меньше и легко помещается в адено-ассоциированный вирусный (AAV) вектор, но уступает в точности. Неточное редактирование может изменять ДНК в непредусмотренных местах с серьёзными последствиями.

В данном исследовании учёные идентифицировали созданный ими вариант SaCas9-HF, который значительно повысил точность редактирования в 24 участках генома в человеческих клетках in vitro. SaCas9-HF снизил нецелевую активность примерно на 90% для последовательностей, которые очень похожи и поэтому склонны к ошибочному редактированию с диким типом SaCas9. Для последовательностей с обычно меньшим числом ошибок у SaCas9-HF нецелевая активность была почти необнаружимой.

«Наша находка предлагает альтернативу инструментарию дикого типа Cas9 — новый SaCas9 для случаев, где требуется высокоточное редактирование генома», — говорит Цзунли Чжэн. «Новый фермент будет особенно полезен для будущей генной терапии с использованием адено-ассоциированного вируса (AAV) для доставки компонентов редактирования in vivo».

Необходимы дальнейшие исследования на других мишенях и типах клеток, чтобы определить, одинаково ли точен вариант SaCas9-HF в разных клетках, хотя учёные настроены оптимистично.

Что касается эффективности редактирования целевых участков, у SaCas9-HF средняя эффективность составила 80% по сравнению с диким типом, что считается сопоставимым в данной области. В некоторых случаях CRISPR-Cas9 эффективности редактирования в 10% достаточно, чтобы восстановить функцию повреждённого гена.