Новый метод обнаружения побочных эффектов CRISPR

Технология редактирования генома CRISPR, изобретенная в 2012 году, демонстрирует большой потенциал для лечения ряда трудноизлечимых заболеваний. Однако главным барьером на пути терапий в клинику остается сложность выявления потенциальных побочных (off-target) эффектов в терапевтически значимых типах клеток.

CRISPR редактирует геном, разрезая ДНК в определенном месте. Задача — убедиться, что инструмент не делает разрезы в других местах ДНК, что может иметь непредсказуемые последствия.

В исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые из Gladstone Institutes и Innovative Genomics Institute (IGI) с коллегами из AstraZeneca нашли новый подход к проблеме.

Как работает новый метод

Когда CRISPR делает разрез, ДНК повреждается, и клетка для выживания направляет различные факторы репарации ДНК к этому участку. Исследователи предположили, что, найдя местоположение этих факторов, можно идентифицировать сайты, разрезанные CRISPR.

Проанализировав панель разных факторов репарации, ученые обнаружили, что один из них — MRE11 — одним из первых прибывает к месту разреза. Используя MRE11, они разработали новую технику DISCOVER-Seq, которая может точно определить места в геноме, где CRISPR произвел разрез.

Преимущества перед существующими методами

Существующие методы обнаружения off-target эффектов CRISPR имеют ограничения: от выдачи ложноположительных результатов до гибели исследуемых клеток. Самый распространенный метод ограничен использованием в культивируемых лабораторных клетках.

Метод DISCOVER-Seq, основанный на естественном процессе репарации клетки, оказался менее инвазивным и более надежным. Его успешно протестировали на индуцированных плюрипотентных стволовых клетках, клетках пациентов и мышах, что указывает на потенциальную применимость в любой системе, а не только в лаборатории.

Значение метода

• Упрощает и повышает точность процесса идентификации побочных эффектов CRISPR.
• Позволяет лучше предсказать, как редактирование генома будет работать в клинических условиях.
• Представляет собой важный шаг в улучшении доклинических исследований и приближении CRISPR-терапий к пациентам.
• Его применение в новых типах клеток и системах также дает новое понимание механизмов работы CRISPR.

Исследование "Unbiased detection of CRISPR off-targets in vivo using DISCOVER-Seq" было опубликовано в журнале Science 19 апреля 2019 года.