Расшифровка CRISPR: как найти «пароли» для раскрытия его полного потенциала

CRISPR — революционный инструмент для редактирования генома, позволяющий точно модифицировать ДНК и лечить генетические заболевания, такие как серповидноклеточная анемия, сердечно-сосудистые болезни и некоторые виды рака.

Однако для работы CRISPR требуется «пароль» — специфический сигнал в ДНК, называемый PAM (protospacer adjacent motif), расположенный рядом с целевым геном. Без него редактирование невозможно.

Без пароля — нет редактирования

«Это как первый шаг в двухфакторной аутентификации. Вторая проверка запускается только после совпадения пароля», — поясняет профессор Чжэн Цзунли из Городского университета Гонконга (CityUHK).

Команда профессора Чжэна решила эту проблему, разработав метод GenomePAM, описанный в статье в Nature Biomedical Engineering.

Как работает GenomePAM

Метод GenomePAM картирует «пароли» CRISPR непосредственно в человеческих клетках. Вместо использования ограниченных искусственных систем он применяет естественный «кодекс» — повторяющиеся паттерны в нашей собственной ДНК (более 10 000 последовательностей в каждой клетке). Это позволяет быстро и точно определить, какие последовательности PAM распознаёт инструмент CRISPR.

• Традиционные методы могут определить «пароли» длиной 4–6 «букв».
• GenomePAM легко определяет последовательности длиной не менее 10 «букв».

«GenomePAM позволяет нам понять, насколько хорошо работает инструмент CRISPR и, что критически важно, насколько точно он может разрезать геном с учётом всех возможных PAM. Это необходимо для повышения безопасности генной терапии», — говорит профессор Чжэн.

Значение для биомедицины

Метод работает непосредственно в человеческих клетках, давая более точные и клинически значимые результаты, чем подходы с использованием бактерий или пробирок. Технология может сократить время разработки новых инструментов для терапии и поможет создать более умные и гибкие системы CRISPR для широкого спектра генетических мишеней.

Означает ли это, что ранее неизлечимые болезни скоро будут побеждены? Профессор Чжэн призывает к осторожному оптимизму:

«Мы можем сказать, что GenomePAM может значительно ускорить разработку инструментов для редактирования генов, продвигая вперёд прецизионное редактирование и разработку клинических препаратов».