CRISPR EvolvR: Новая платформа для направленной эволюции генов
Ученые из Инновационного института геномики (IGI) представили новую технологию EvolvR — систему на основе CRISPR для направленной эволюции конкретных генов внутри живых клеток. Платформа позволяет создавать случайные мутации в заданном участке ДНК, чтобы находить полезные варианты генов, которых нет в природе.
Как работает EvolvR
Система построена на программируемом белке Cas9, который «привязан» к ферменту ДНК-полимеразе.
- Специальная «надрезающая» версия Cas9 находит целевой ген и делает разрыв (ник) только в одной цепи ДНК.
- ДНК-полимераза начинает ремонтировать разрыв, но при этом совершает ошибки («опечатки»), создавая случайные мутации в последовательности.
- Этот процесс можно повторять многократно, генерируя миллионы вариантов гена и отбирая те, которые дают желаемый признак.
Ключевые преимущества
- Точность: Мутации создаются только в целевом гене, а не во всем геноме.
- Безопасность для клеток: Не требует создания двухцепочечных разрывов ДНК, которые токсичны для многих организмов.
- Универсальность: Не зависит от сложных клеточных систем репарации, поэтому должна работать в любых видах, включая бактерии, растения и человеческие клетки.
- Непрерывность: Позволяет вести непрерывный процесс эволюции и обогащения полезных признаков, имитируя естественный ход эволюции.
Будущее технологии
Исследователи видят огромный потенциал для EvolvR:
- Создание дрожжей для эффективного производства биотоплива из отходов.
- Ускоренная разработка новых биомолекул для терапии человека (лекарства, системы доставки препаратов).
- Комбинация с высокопроизводительным CRISPR-скринингом для одновременной эволюции тысяч генов.
«EvolvR обладает огромным потенциалом как не зависящий от вида инструмент для направленной эволюции», — отмечает соавтор работы Дэвид Шаффер.
Исследование «CRISPR-guided DNA polymerases enable diversification of all nucleotides in a tunable window» опубликовано в журнале Nature.