Ученые создали генетические «мониторы», определяющие активность генов

Ученые из Университета Уорика и Университета Кила разработали генетические сенсоры, способные определять активность генов, а не просто их наличие. Эти микроскопические устройства, основанные на системе редактирования генов CRISPR, могут обнаруживать, когда гены внутри клетки «включены» или «выключены», и динамически реагировать на эти изменения.

Работа, опубликованная в The CRISPR Journal, демонстрирует генетическое устройство на основе CRISPR внутри бактериальной клетки. Это первый шаг к созданию систем, способных вносить изменения в экспрессию генов после анализа их текущей активности.

Как это работает

Ученые использовали в качестве основы программируемую часть CRISPR — последовательность направляющей РНК (guide RNA, gRNA). Они модифицировали gRNA, встроив в нее сенсор, который активирует CRISPR-комплекс для связывания с целевой ДНК только после получения триггерного сигнала, например, коротких сегментов вирусной РНК. Сенсор можно настроить на любую выбранную последовательность РНК.

Тестирование системы

• Устройства протестировали в живых бактериях Escherichia coli, введя флуоресцентный ген, который можно было включать или выключать только после взаимодействия сенсора с молекулой-триггером.
• Систему также успешно проверили на обнаружение молекулы РНК, происходящей от вируса ВИЧ, что демонстрирует ее потенциальную применимость в медицине.

Значение и перспективы

• Отличие от редактирования генов: «Речь идет не о модификации генома, а о наблюдении за его поведением. Мониторинг позволяет перепрограммировать клетку на реакцию в ответ на определенные сигналы», — поясняет ведущий автор, профессор Альфонсо Харамильо.
• Возможные применения: Программирование эукариотических клеток для обнаружения вредных мутаций или ответа на вторжение патогенов; создание новых синтетических генетических цепей; борьба с переносимыми насекомыми болезнями (например, модификация комаров для противодействия передаче патогенов).