Разработан новый метод одновременного редактирования генома в нескольких участках
Учёные из Институтов Глэдстоун разработали метод, позволяющий вносить точные изменения в ДНК в нескольких участках клетки одновременно. Для этого они использовали молекулы ретронов — компоненты бактериальной иммунной системы, способные производить большое количество ДНК.
Преодоление ограничений
Стандартные методы редактирования генома, такие как CRISPR-Cas9, позволяют вносить изменения только в один участок за раз. Для множественных правок в разных, не соседних участках генома требовался трудоёмкий циклический процесс: сначала одно изменение, затем использование отредактированных клеток для внесения следующего и так далее.
Новый метод использует модифицированные ретроны, названные мультитронами. Они могут кодировать различные участки ДНК и, будучи доставленными в клетку, осуществлять несколько редактирований одновременно.
Ещё одно преимущество мультитронов — способность удалять крупные участки генома.
«С помощью мультитронов мы можем делать последовательные делеции, чтобы вырезать и "схлопнуть" средние части целевого региона генома, сближая далеко отстоящие концы, пока весь регион не будет полностью удалён», — объясняет Алехандро Гонсалес-Дельгадо, один из первых авторов исследования.
Потенциальные применения
Исследователи продемонстрировали применение метода в двух областях:
- Молекулярная запись: Ранее было показано, что ретроны можно использовать для записи молекулярных событий в клетке. Мультитроны расширяют этот подход, позволяя записывать как очень слабые, так и очень сильные сигналы одновременно, увеличивая динамический диапазон записей.
- Метаболическая инженерия: Учёные показали, что мультитроны можно использовать для одновременного редактирования нескольких генов в метаболическом пути, чтобы быстро увеличить выработку целевого вещества в клетке. В тестах с мощным антиоксидантом ликопином производство этого соединения удалось увеличить в три раза.
«Чтобы начать моделировать сложные генетические заболевания и в конечном итоге найти методы лечения, нам нужно вносить множество различных мутаций в клетки одновременно. Наш новый подход — шаг к этому», — говорит старший автор исследования Сет Шипман.
Исследование опубликовано в журнале Nature Chemical Biology.