Управление редактированием генов с помощью света

Учёные из Университета Питтсбурга под руководством Александра Дайтерса разработали метод высокоточного контроля над процессом редактирования генов с использованием света. Это первое подобное достижение, описанное в Journal of the American Chemical Society.

Суть метода CRISPR/Cas9

С 2013 года для редактирования генов используется система CRISPR/Cas9. Она использует бактериальный белок Cas9 и синтетическую направляющую РНК для создания двуцепочечного разрыва ДНК в определённом месте генома. Это позволяет удалять гены, изменять их функцию или вносить нужные мутации. Метод показал потенциал для лечения муковисцидоза и серповидноклеточной анемии, создания модельных животных и устойчивых к болезням растений.

Новое решение: "заключённый" белок

Группа Дайтерса совместно с коллегами из Университета Северной Каролины обнаружила в белке Cas9 остаток лизина, который можно заменить на светоактивируемый аналог. Это создаёт функционально неактивный, "заключённый" (caged) белок Cas9. Фермент активируется и запускает редактирование гена только при воздействии света, которое "снимает клетку".

Преимущества контроля

"Этот метод позволяет конструировать гены в клетках или животных с лучшим пространственным и временным контролем, чем когда-либо прежде", — говорит Дайтерс.

Раньше при "выключении" гена контроль над тем, где и когда это произойдёт, был ограничен. Встроенный в Cas9 "световой выключатель" делает редактирование более точным: можно задать конкретную клетку и момент времени для модификации генома.

Такой улучшенный контроль может помочь устранить нецелевые эффекты (off-target effects) и потенциально позволит проводить генетические исследования с беспрецедентным разрешением.