Ученые повысили эффективность редактирования генов с помощью CRISPR/Cas9 и уменьшили размеры делеций ДНК

Исследователи из Института регенеративной медицины Уэйк-Форест (WFIRM) разработали метод, который повышает эффективность редактирования генов с помощью технологии CRISPR/Cas9 и одновременно минимизирует размеры делеций (удалений) ДНК. Это важный шаг на пути к созданию генной терапии для лечения наследственных заболеваний.

CRISPR/Cas9 — это фермент, который действует как «молекулярные ножницы», разрезая цепь ДНК в заданном месте для добавления, удаления или исправления фрагментов. Хотя эта технология в основном создает короткие вставки или делеции в целевой области, она также может вызывать крупные, непредсказуемые делеции ДНК вокруг целевого сайта. Эти крупные делеции вызывают опасения с точки зрения безопасности и могут снижать эффективность функционального редактирования.

Целью исследования, опубликованного в журнале Nucleic Acids Research, было решение проблемы генерации таких непредсказуемых длинных делеций ДНК. Ученые разработали стратегию, позволяющую «уточнить» мутации — увеличить долю небольших делеций и уменьшить крупные.

Суть метода

Команда обнаружила, что слияние (фьюжн) ДНК-полимеразы I или её фрагмента Кленова с ферментом Cas9 позволяет минимизировать образование крупных делеций геномной ДНК, не жертвуя эффективностью редактирования. Более того, в первичных клетках человека этот подход даже повысил эффективность редактирования.

Результаты и значение

• Метод повысил эффективность редактирования генома в первичных клетках.
• Он не увеличил частоту замен в ДНК или уровень внецелевых эффектов (off-target).
• Метод уменьшил количество крупных делеций, что повышает безопасность подхода.
• Это позволяет увеличить процент желаемых типов мутаций, улучшая как эффективность «выключения» болезнетворных генов, так и восстановления функции поврежденных генов.

Ведущий автор работы Байсонг Лу (Baisong Lu, Ph.D.) отметил, что разработка методов предотвращения длинных делеций — это вызов для всей области, и новая стратегия является важным шагом вперед.