Разработана технология точного управления сплайсингом РНК с помощью CRISPR

Исследователи из Университета Торонто использовали бактериальную иммунную систему CRISPR для эффективного и точного контроля процесса сплайсинга РНК. Технология открывает новые возможности, включая систематическое изучение функций частей генов и коррекцию дефектов сплайсинга, лежащих в основе многих заболеваний.

Как работает сплайсинг

Почти все человеческие гены производят РНК-транскрипты, которые проходят процесс сплайсинга: кодирующие сегменты (экзоны) соединяются, а некодирующие (интроны) удаляются. Альтернативный сплайсинг экзонов значительно расширяет регуляцию и функцию примерно 20 000 человеческих генов, кодирующих белки, что позволяет развиваться разным типам клеток. Однако функция большинства экзонов и интронов неясна, а нарушение нормальных паттернов альтернативного сплайсинга часто является причиной или способствующим фактором различных заболеваний, таких как рак и расстройства мозга.

Новый инструмент: dCasRx-RBM25

В исследовании каталитически деактивированная версия РНК-таргетного белка CRISPR (dCasRx) была соединена с более чем 300 факторами сплайсинга. В результате был обнаружен белок-гибрид dCasRx-RBM25, способный эффективно и целенаправленно активировать или репрессировать альтернативные экзоны.

  • Новый эффекторный белок активировал альтернативный сплайсинг примерно 90% тестируемых целевых экзонов.
  • Он способен одновременно активировать и репрессировать разные экзоны для изучения их комбинированных функций.
  • Этот многоуровневый контроль облегчит экспериментальную проверку функциональных взаимодействий между альтернативно сплайсированными вариантами генов.

Перспективы применения

  • Исследовательские: систематический скрининг альтернативных экзонов для определения их роли в выживании клеток, специализации типов клеток и экспрессии генов.
  • Клинические: потенциальное лечение многочисленных заболеваний человека, таких как аутизм и рак, при которых сплайсинг часто нарушен.

Ключевые преимущества технологии:

  1. Высокая эффективность и специфичность воздействия на целевые экзоны.
  2. Минимизация риска нецелевых эффектов (off-target effects).
  3. Универсальность — превосходит другие доступные инструменты для целенаправленного контроля.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell.