Разработан миниатюрный CRISPR-система для редактирования генома

Исследователи из Стэнфордского университета создали CasMINI — компактную и эффективную версию системы CRISPR для редактирования генов. В отличие от широко используемых белков Cas9 и Cas12a, состоящих из 1000–1500 аминокислот, новый белок содержит всего 529 аминокислот.

Проблема доставки и решение

Большинство CRISPR-систем имеют ограниченное применение в генной терапии заболеваний глаз, печени и мозга из-за своего крупного размера, затрудняющего доставку в клетки и ткани организма. За основу CasMINI был взят белок Cas12f (Cas14) из архей, изначально не работающий в клетках млекопитающих.

Инженерный прорыв

Используя методы синтетической биологии, исследователи:

  • Проанализировали предсказанную структуру Cas12f и внесли около 40 мутаций в белок.
  • Модифицировали гидовую РНК, направляющую белок к цели.
  • Создали конвейер для тестирования множества вариантов белка, где успешная редакция активировала зеленый флуоресцентный белок (GFP) в клетках.

«Сначала система не работала вообще в течение года, — говорит ведущий автор Сяошу Сюй. — Но после множества итераций мы увидели, как некоторые сконструированные белки начали "включаться", словно по волшебству».

Результаты

CasMINI успешно продемонстрировала в человеческих клетках способность:

Значение и перспективы

Компактный размер CasMINI открывает новые возможности для генной терапии, так как упрощает доставку системы в организм. Исследователи также отмечают потенциал для развития РНК-технологий (подобных используемым в мРНК-вакцинах), где размер является критическим фактором.

«Насколько мне известно, мы впервые превратили неработающую CRISPR в работающую, — заявил профессор Стэнли Ци. — Эта инженерная работа, желанная в области с самых ранних дней CRISPR, открывает дверь для новых возможностей».