Ученые усовершенствовали CRISPR для повышения безопасности редактирования генов

Исследователи из Техасского университета разработали метод, который делает технологию редактирования генов CRISPR менее склонной к ошибкам — нежелательному разрезанию нецелевых участков ДНК. Работа опубликована в журнале Cell.

Проблема точности CRISPR

CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) — это технология, позволяющая с помощью специальных белков вырезать и вставлять определенные участки ДНК. Она ускорила генетические исследования, но ключевой вопрос оставался: насколько точно CRISPR-белки находят нужную последовательность? Ошибки (внецелевые разрезы) могут приводить к серьезным побочным эффектам, например, повышать риск развития рака.

Решение из "мусора"

Проект начался с наблюдения Ильи Финкельштейна: в лаборатории на этаж выше использовали дорогой секвенатор ДНК, а после анализа специальные слайды с нанесенной ДНК просто выбрасывали. Финкельштейн увидел в этом готовый материал для массового тестирования точности CRISPR.

К проекту присоединился инженер-механик Чагри Савран из Университета Пердью. Он сконструировал устройство, которое монтируется на высокоточный микроскоп. На слайды с ДНК наносится раствор с CRISPR-белками, а аппарат отслеживает взаимодействие тысяч белков с различными участками генома одновременно, проводя множество мини-экспериментов.

Междисциплинарный подход

Для анализа огромных объемов данных к работе привлекли астрофизика и специалиста по вычислительной биологии Уильяма Пресса. Его команда создала программное обеспечение для отслеживания взаимодействий на слайдах, основанное на методах, используемых для картографирования космоса.

Дизайн устройства и ПО являются открытыми (open source), что теоретически позволяет любой лаборатории построить такой аппарат.

Этический контекст и будущее

Технология CRISPR развивается стремительно: от немеющих грибов в супермаркетах до клинических испытаний на клетках человека и недавнего успешного редактирования генов человеческих эмбрионов для исправления смертельной мутации сердца (исследование в Nature).

Разработка техасской команды направлена на то, чтобы сделать CRISPR-терапии безопаснее. Цель — не создание "дизайнерских" людей, а индивидуальное лечение наследственных болезней (например, диабета) с минимальными рисками.

Как отмечает Финкельштейн: "Ничто не будет идеальным. Вопрос в том, можем ли мы жить с этим риском". Савран проводит аналогию с вождением в оживленном городе: "Риск есть, но польза того стоит".