Ученые создали "заглушающую" гены ДНК-зим, способную нацеливаться на одну молекулу

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне разработали ДНК-зим (ДНК-фермент), способный различать две цепи РНК внутри клетки и разрезать цепь, связанную с болезнью, оставляя здоровую цепь нетронутой. Эта прорывная технология "глушения генов" может революционизировать создание ДНК-зим для лечения рака, инфекционных и неврологических заболеваний.

ДНК-зимы — это нуклеиновые кислоты, которые разрезают другие молекулы. Методами химии команда UCI создала фермент Dz 46, специфично нацеленный на аллель-специфичную мутацию РНК в гене KRAS — главном регуляторе роста и деления клеток, который мутирует в 25% всех случаев рака у человека. Описание метода создания фермента опубликовано в журнале Nature Communications.

"Создание ДНК-зим, эффективно работающих в естественных условиях клеточных систем, оказалось сложнее, чем ожидалось. Наши результаты показывают, что химическая эволюция может проложить путь для разработки новых методов лечения широкого спектра заболеваний", — сказал автор-корреспондент Джон Чапут.

Технология глушения генов существует более 20 лет, и некоторые одобренные FDA препараты её используют, но ни один не может различить одноточечную мутацию в цепи РНК. Преимущество фермента Dz 46 в том, что он может идентифицировать и разрезать конкретную генную мутацию, предлагая пациентам инновационное лечение прецизионной медицины.

Как работает ДНК-зима:

• По форме напоминает греческую букву омега и действует как катализатор.
• "Плечи" слева и справа связываются с целевым участком РНК.
• Петля связывает ионы магния, складывается и разрезает РНК в строго определённом месте.

Создание ДНК-зим с высокой каталитической активностью в физиологических условиях требовало изобретательности, так как они обычно сильно зависят от концентрации магния, нехарактерной для человеческой клетки.

"Мы решили эту проблему, перепроектировав ДНК-зиму с помощью химии, чтобы снизить её зависимость от магния, сохранив при этом высокую каталитическую активность", — пояснил Чапут.

Следующие шаги — подготовка Dz 46 к доклиническим испытаниям. Исследователи и UCI подали предварительные патентные заявки на химический состав и специфичность фермента.