Ученые усовершенствовали молекулярные ножницы для редактирования генов

Ученые из Института регенеративной медицины Уэйк-Форест (WFIRM) разработали более эффективный способ доставки инструмента для редактирования ДНК, который сокращает время присутствия редакторных белков в клетках. Этот подход они описывают как стратегию «нанес удар и скрылся».

Технология CRISPR/Cas9 используется для изменения последовательностей ДНК и модификации функции генов. Фермент Cas9 действует как молекулярные ножницы, разрезая две цепи ДНК в определенном месте для добавления, удаления или восстановления фрагментов ДНК. Однако CRISPR/Cas9 не обладает 100% точностью и может разрезать нецелевые участки, вызывая нежелательные последствия.

«Одной из основных проблем технологий на основе мРНК CRISPR/Cas9 является возможность нецелевых эффектов (off-targets), которые могут вызвать опухоли или мутации», — отметил Байсонг Лу, доктор философии, соавтор исследования.

Чтобы решить проблему неточности, исследователи WFIRM задались вопросом: можно ли эффективно доставить активность Cas9, но добиться временной (транзиентной) экспрессии белков для редактирования генома? Они протестировали различные стратегии и объединили лучшие свойства двух широко используемых средств доставки — лентивирусного вектора и наночастиц.

В результате была создана система, которая эффективно упаковывает мРНК Cas9 в лентивирусоподобные бионаночастицы (LVLP). Это обеспечивает временную экспрессию и высокоэффективное редактирование.

«Объединив свойство временной экспрессии, характерное для стратегий доставки с помощью наночастиц, и сохранив эффективность трансдукции лентивирусных векторов, мы создали систему, которую можно использовать для упаковки различных мРНК редакторных белков для редактирования генома по принципу "нанес удар и скрылся"», — сказал Энтони Атала, директор WFIRM и соавтор статьи.

Эта система не только повысит безопасность, но и позволит избежать возможного иммунного ответа на редакторные белки, что может улучшить эффективность редактирования генов in vivo. Результаты работы опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.