Ученые расширили контроль генетического наследования CRISPR-Cas9 у млекопитающих

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего добились успеха в применении CRISPR-Cas9 для контроля наследования генов у самцов мышей. Ранее, в 2019 году, эта технология, основанная на принципах "активной генетики", работала только у самок.

Проблема и решение

Первоначальный подход не срабатывал у самцов, вероятно, из-за различий во времени ключевых событий мейоза — процесса деления половых клеток. В новой работе, опубликованной 23 декабря 2021 года в PLOS Biology, команда под руководством аспиранта Александра Вайтцеля, Ханны Грюнвальд и доцента Кимберли Купер решила эту проблему, сместив окно редактирования генов так, чтобы оно совпадало с временным окном мейоза у обоих полов.

Как это работает

Исследователи использовали активный генетический элемент "CopyCat", который копирует генетическую информацию. Для контроля экспрессии белка Cas9, разрезающего ДНК, они применили регуляторную ДНК гена Spo11, участвующего в мейозе у самцов и самок.

"Поскольку время так важно, попадание в эту "золотую середину" мейоза было ключевым для генной конверсии у самцов", — сказала Кимберли Купер.

Ограничения и перспективы

Новая стратегия также имеет ограничения: чтобы попасть в нужное временное окно у самцов, оставаясь в окне самок, эффективность процесса генной конверсии снизилась, вероятно, из-за более низкого уровня экспрессии Cas9. Текущие исследования в лаборатории Купер направлены на решение этой проблемы.

Авторы отмечают, что их работа показывает нюансы, отличающие мышей от насекомых, которые необходимо учитывать для дальнейшего развития технологии.

Инструкция для научного сообщества

В той же день, 23 декабря, в Nature Protocols была опубликована статья-руководство с детальным описанием системы CRISPR-Cas9 для генной конверсии, ее потенциала для лабораторных исследований и применения в популяциях диких грызунов.

"При успешной реализации в лаборатории CRISPR-Cas9-опосредованная генная конверсия обещает сэкономить деньги, время и жизни животных, одновременно расширяя наши возможности для изучения некоторых из самых сложных вопросов развития и наиболее распространенных человеческих заболеваний", — пишут авторы.

Это достижение открывает перспективы для создания новых лабораторных моделей в исследованиях человеческих болезней, разработки терапевтических препаратов и контроля инвазивных видов.