Новый метод идентификации вариантов РНК может повысить эффективность CRISPR-редактирования генов
CRISPR-редактирование генов — это прорывная технология, используемая для лечения таких заболеваний, как серповидноклеточная анемия, лейкемия и генетические расстройства. Однако у неё есть ограничения, сужающие её широкое применение.
Исследование причин этих проблем привело научную группу из Duke Health к разработке усовершенствованного подхода, расширяющего функциональность редактирования генов.
В работе, опубликованной 29 июня в журнале Cell Chemical Biology, исследователи описывают новый способ идентификации разнообразных вариантов CRISPR РНК. Эти варианты могут точно нацеливаться на сложные участки ДНК для редактирования. Новый подход открывает для редактирования больше участков генома, что позволяет исправлять мутации, связанные с большим числом заболеваний.
"CRISPR — отличная технология, но в человеческом геноме есть много мест, которые нельзя хорошо отредактировать", — сказал старший автор Брюс Салленджер, доктор философии. — "Эта работа началась с нуля, чтобы понять и решить эту проблему, используя большие библиотеки различных CRISPR РНК, а также методы биоинформатики. Мы хотели, чтобы эти инструменты редактирования могли попадать в больше мест генома для их исправления".
Салленджер и его коллеги, в частности первый автор Кори Буш, доктор философии, стремились улучшить процесс, с помощью которого CRISPR направляет РНК в нужное место на ДНК для последующего удаления или репарации.
Часто направляющая молекула РНК представляет проблему — она может неправильно сворачиваться или иным образом быть дефектной, что делает редактирование невозможным. Обычно в таком случае направляющую РНК приходится заменять на новую, и нужный участок генома остаётся недоступным для нацеливания.
Команда из Duke нашла способ "спасти" нефункциональную направляющую РНК. Она состоит из двух компонентов, которые должны хорошо работать вместе: последовательности РНК, распознающей сайт-мишень в ДНК, и каркасной последовательности, которая удерживает фермент для разрезания ДНК в нужной точке.
Исследователи обнаружили множество РНК-последовательностей, которые восстанавливали целостность каркаса. Это показало, что технология CRISPR-редактирования генов гораздо более адаптивна, чем считалось ранее.
"Мы нашли множество способов изменить систему, которые дают комбинации с повышенной эффективностью редактирования на различных сайтах-мишенях", — сказала Буш. — "Процесс более податлив, чем мы думали. Если для хорошей работы нужны две части, и у вас есть гораздо больше вариантов для выбора, вы можете найти оптимальную комбинацию".
Салленджер отметил, что это открытие должно привести к созданию более безопасных и эффективных способов применения CRISPR-терапии.
"Это похоже на улучшение в текстовом редакторе, которое позволяет легко находить и исправлять любую ошибку в тексте, а не только определённые его части. Особенно в сочетании с биоинформатикой это должно ускорить прорывы в лечении болезней".