Исследователи значительно повысили точность нового инструмента редактирования генома
Исследователи из Центра молекулярной медицины им. Макса Дельбрюка (MDC) в Берлине нашли способ увеличить эффективность точных генетических модификаций с помощью технологии CRISPR-Cas9 до восьми раз. Доктор Ван Чунг Чу, профессор Клаус Раевски и доктор Ральф Кюн использовали молекулярный трюк для этого.
CRISPR-Cas9 — это инструмент для внесения двухцепочечных разрывов ДНК в геном в выбранных генах. Клетки млекопитающих ремонтируют такие разрывы двумя путями:
- Гомологичная репарация (HDR) — точный механизм, использующий матрицу для вставки запланированных изменений, но работающий с низкой частотой.
- Негомологичное соединение концов (NHEJ) — более эффективный, но менее точный механизм, который часто приводит к делециям.
Цель исследователей — повысить долю точного пути HDR. Им удалось этого добиться, временно ингибируя ключевой фермент системы NHEJ — ДНК-лигазу IV. Для блокировки использовали ингибиторы, включая белки аденовирусов.
В результате эффективность технологии CRISPR-Cas9 возросла до восьми раз. Например, вставка гена в заданное место генома (knock-in) удалась более чем в 60% обработанных мышиных клеток.
Параллельно с работой MDC в журнале Nature Biotechnology вышла связанная статья от лаборатории Хидде Пло из Института Уайтхеда (США).
Будущие цели и этические вопросы
Технология CRISPR-Cas9, разработанная в 2012 году, уже используется для:
- Коррекции генетических дефектов у мышей.
- Модификации индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS) для моделирования заболеваний.
- Перспективной цели — соматической генной терапии у людей с тяжелыми заболеваниями.
Клаус Раевски называет CRISPR-Cas9 "одной из самых горячих тем в биомедицинских исследованиях". Он отмечает, что возможности точного редактирования генома вызвали интенсивные дебаты, поскольку инструмент теоретически может быть применен для модификации зародышевой линии человека. Исследователи MDC, будучи fascinated возможностями технологии для науки, строго отвергают такую возможность. В Германии и многих других странах манипуляции с человеческой зародышевой линией запрещены законом, но глобального запрета не существует.