Тройной подход усиливает подавляющую силу CRISPR

Ученые из Стэнфордского университета (США) разработали систему CRISPR-Cas9, которая вызывает высокоэффективное долгосрочное подавление (сайленсинг) целевых генов. Исследование опубликовано в BioDesign Research.

Суть разработки

В основе подхода лежит использование деактивированного белка Cas9 (dCas9), лишенного нуклеазной активности. К нему ученые присоединили (фьюзировали) три различных эффекторных домена:

  • Транскрипционный репрессорный домен KRAB (Krüppel-associated box).
  • Домены, отвечающие за метилирование ДНК, от белков DNMT3L и DNMT3A — мощных эпигенетических модификаторов.

Полученная конструкция была названа dCas9-KAL.

Как это работает

Система нацеливается на промотор целевого гена (например, гена флуоресцентного белка EGFP) и вызывает его эпигенетическое подавление. Это достигается за счет комбинированного действия:

  1. Прямого репрессирования транскрипции (домен KRAB).
  2. Метилирования ДНК (домены DNMT3L/DNMT3A), что обеспечивает стабильное и долговременное "выключение" гена.

В экспериментах на человеческих клетках с интегрированным геном EGFP конструкция dCas9-KAL подавляла флуоресценцию в течение недель.

Значение и перспективы

  • Долгосрочный эффект: В отличие от классических систем dCas9-репрессор, эффект которых обратим и длится только при наличии конструкции, новая система обеспечивает устойчивое эпигенетическое молчание гена — "парковочная передача" вместо "удержания педали тормоза" (аналогия авторов).
  • Терапевтический потенциал: Метод открывает возможности для длительного подавления генов, вызывающих заболевания (например, при онкологии или генетических нарушениях).
  • Инструмент для исследований: Разработанная система и синтетическая репортерная модель позволят тестировать другие комбинации эффекторных доменов, присоединенных к dCas9.

Как отмечает ведущий автор работы д-р Мунеаки Накамура: "Наша система, как мощное дополнение к CRISPR-инструментарию, будет способствовать дальнейшим исследованиям в этой области". Соавтор д-р Лей С. Ци добавляет, что с ее помощью можно создавать клетки с заданными свойствами для научных и терапевтических целей.

2021-07-02