CRISPR/Cas9 оказался менее точным, чем считалось, но есть решения
Новое исследование ставит под сомнение точность технологии редактирования генов CRISPR/Cas9, что важно для её безопасного клинического применения при лечении рака и наследственных заболеваний.
Как работает CRISPR/Cas9?
Технология использует "молекулярные ножницы" — бактериальный фермент Cas9, который разрезает ДНК в заданном месте. Cas9 находит нужный участок в геноме с помощью направляющей РНК. После разреза в ДНК можно вставить новый фрагмент.
Ключевые выводы исследования
Учёные из Института Сэнгера (Кембридж, Великобритания) детально изучили процесс редактирования в эмбриональных стволовых клетках мышей и человеческих клетках. Исследование, опубликованное в Nature Biotechnology, показало:
- Фермент Cas9, оставаясь активным в клетке, может многократно разрезать один и тот же целевой участок ДНК.
- Вблизи места разреза обнаружились значительные структурные изменения: удаления, перестановки и инверсии фрагментов ДНК.
- Такие нецелевые изменения потенциально опасны и могут сами привести к заболеваниям.
Возможные решения проблемы
Редактирование ex vivo: Клетки (например, лимфоциты для терапии рака) извлекают из организма, редактируют, тщательно проверяют их ДНК с помощью секвенирования и возвращают в организм только те, где редактирование прошло точно.
Альтернативные CRISPR-системы:
- Системы, редактирующие РНК (а не ДНК). Поскольку РНК со временем降解руется, это позволяет контролировать продолжительность действия "ножниц". Этот подход успешно испытали на моделях деменции у мышей.
- Системы, "исправляющие буквы" ДНК (без её разреза). Этот метод показал эффективность в коррекции мутаций, вызывающих, например, наследственную глухоту у мышей.
Вывод: Перед широким клиническим применением CRISPR/Cas9 необходимо глубже изучить его эффекты в клетках. Для редактирования клеток, которые нельзя извлечь из организма (нейроны, мышечные клетки), системы, не требующие разреза ДНК, могут быть более безопасной альтернативой.