Использование CRISPR для выяснения роли генетических вариантов в развитии рака
Исследователи из Департамента биосистемных наук и инженерии ETH Zurich в Базеле нашли новое применение технологиям CRISPR-Cas. Под руководством профессора ETH Рэндалла Платта они используют их для расшифровки того, как мутации в геноме клетки влияют на её функцию. Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
Комбинация двух методов
Ученые объединили два метода CRISPR-Cas для создания огромного количества вариантов гена EGFR, ключевого для развития рака легких, мозга и груди:
- Редактирование оснований (base editing): Позволяет легко и надежно модифицировать отдельные строительные блоки ДНК (основания), например, заменять C на T или A на G. Однако его возможности ограничены.
- Прайм-редактирование (prime editing): Теоретически очень мощный метод, работающий по принципу "найти и заменить". Он может целенаправленно менять последовательности генетического кода, вставлять или удалять несколько оснований. Его недостаток — ненадежная работа.
Создание и анализ клеточных пулов
Команда модифицировала ген EGFR в двух человеческих клеточных линиях более чем 50 000 различными способами, создав соответствующий пул клеточных вариантов. Это позволило протестировать функцию этих клеток.
Такой подход критически важен для онкологии, так как врачи всё чаще анализируют генетическую информацию клеток опухоли пациента. В базах данных есть тысячи генетических вариантов, найденных у пациентов. Примерно для половины из них эффект неизвестен — это "варианты с неопределенной значимостью" (variants of uncertain significance).
Результаты исследования
Проанализировав созданные клетки, исследователи:
- Для 10 вариантов гена EGFR с ранее неопределенным эффектом предоставили доказательства их значимости. Одни могут играть роль в возникновении рака, другие — делать его устойчивым к определенным препаратам.
- Обнаружили потенциально новый механизм, с помощью которого мутация в гене EGFR может вызывать рак.
- Нашли шесть совершенно новых, релевантных генетических вариантов, которые, по-видимому, играют роль в развитии рака.
Новый исследовательский подход готов для расшифровки вариантов с неопределенной значимостью и в других генах, связанных с раком (их несколько сотен).