Способности редактирования генов CRISPR расширены
Технология редактирования генома CRISPR-Cas9, используемая для изучения и исправления мутаций, вызывающих болезни, ограничена требованием наличия определенной короткой последовательности ДНК в месте редактирования.
Исследователи из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) модифицировали систему, сделав её почти свободной от этого требования, что потенциально позволяет нацеливаться на любую область во всем человеческом геноме. Их работа опубликована в журнале Science.
Система CRISPR-Cas9 — это защитная стратегия бактерий, которая разрезает ДНК вторгающихся вирусов. Для её работы бактериальный белок Cas9 должен найти короткий участок — протоспейсер-смежный мотив (PAM) — который присутствует в вирусной ДНК, но отсутствует в бактериальной. Хотя PAM-последовательности довольно распространены в ДНК человека, гены, не расположенные рядом с PAM, не могут быть отредактированы.
Команда под руководством биохимика Бенджамина П. Кляйнстивера из Центра геномной медицины MGH создала варианты белка Cas9, которым не требуется специфический PAM для связывания и разрезания ДНК. Два новых варианта, названные SpG и SpRY, позволяют редактировать последовательности ДНК с эффективностью, недостижимой для обычных ферментов CRISPR-Cas9.
"Поскольку модифицированные белки могут нацеливаться гораздо свободнее, они позволяют воздействовать на ранее недоступные области генома", — сказал Кляйнстивер. — "Почти полностью устранив требование к ферментам распознавать PAM, мы открыли множество новых возможностей для редактирования генома. И поскольку теперь можно нацелиться почти на весь геном, одно из самых захватывающих следствий — это то, что весь геном становится «уязвимым» для воздействия с точки зрения редактирования ДНК".
Исследователи планируют лучше изучить механизм работы этих белков и исследовать их уникальные возможности для различных приложений. Они уверены, что новые варианты Cas9 станут значительным шагом вперед для научного сообщества.
"Мы показали, что эти новые ферменты позволят исследователям создавать биологически и клинически значимые генетические модификации, которые ранее были невозможны", — сказал ведущий автор работы Рассел Т. Уолтон из Центра геномной медицины MGH.