Новый обратимый метод CRISPR может контролировать экспрессию генов, не меняя последовательность ДНК

Исследователи представили новую технологию редактирования генов под названием CRISPRoff, которая позволяет с высокой специфичностью контролировать экспрессию генов, оставляя последовательность ДНК неизменной. Метод, описанный в статье в журнале Cell от 9 апреля, разработан командой под руководством Джонатана Вайсмана (Институт Уайтхеда) и Люка Гилберта (Калифорнийский университет в Сан-Франциско).

В отличие от классической системы CRISPR-Cas9, которая вносит постоянные изменения, разрезая цепь ДНК, CRISPRoff является эпигенетическим редактором. Он "выключает" гены, добавляя метильные группы к определенным участкам ДНК (процесс метилирования), что делает гены недоступными для считывания. Этот эффект можно обратить с помощью метода CRISPRon, который удаляет метильные группы.

Ключевые особенности CRISPRoff:

• Обратимость и стабильность: Изменения, вносимые CRISPRoff, не затрагивают последовательность ДНК, являются обратимыми и достаточно стабильными, чтобы наследоваться в течение сотен клеточных делений.
• Широкий охват: Технология может нацеливаться на подавляющее большинство генов в геноме человека, включая некодирующие области, регулирующие экспрессию.
• Неожиданное открытие: CRISPRoff способен "заглушать" гены, у которых нет CpG-островков — областей, ранее считавшихся необходимыми для механизма метилирования ДНК.

Потенциал для исследований и терапии

В испытаниях на индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (iPSC) ученые показали, что эпигенетическая "память" CRISPRoff сохраняется даже при дифференцировке клеток в нейроны. В 90% клеток ген оставался "выключенным".

В качестве примера терапевтического применения исследователи успешно снизили экспрессию гена, кодирующего тау-белок, который связан с развитием болезни Альцгеймера. Однако доставка технологии к конкретным тканям у взрослого организма остается серьезной задачей.

По словам авторов, CRISPRoff — это "отличный инструмент для изучения функции генома" и механизмов эпигенетической наследственности. Технологию можно доставлять в клетки в форме ДНК или РНК, аналогично вакцинам от COVID-19 компаний Moderna и BioNTech.