Новый метод повышает эффективность, точность и надежность редактирования ДНК

Исследователи из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Лейпциг, Германия) описали в журнале Nature Methods усовершенствование методов внесения мутаций в геномы человека и других организмов, сделав их гораздо более эффективными и менее подверженными ошибкам.

В области редактирования генома ученым часто требуется заменить одну "букву" ДНК (аденин, гуанин, цитозин или тимин) на другую в конкретной позиции. Для этого используются реагенты, разрезающие обе цепи ДНК рядом с целевым участком. Затем клетке предоставляют молекулы ДНК с нужной "буквой", надеясь, что системы репарации клетки используют их для внесения желаемой мутации при починке разрыва.

Поскольку разные системы репарации в клетке конкурируют, и только одна из них может внести нужную мутацию, эффективность редактирования отдельных "букв" до сих пор была низкой, а процесс сопровождался нежелательными побочными продуктами.

Повышение эффективности и точности

Команда достигла индукции точечных мутаций в до 93% хромосом в популяциях клеток, комбинированно ингибируя два конкурирующих пути репарации. Этот метод также значительно снижает количество нежелательных вставок, делеций, перестроек в целевой области, а также непреднамеренных изменений в других участках генома, что повышает точность и надежность редактирования.

Применение в исследованиях

Эффективность метода была продемонстрирована на 58 различных целевых сайтах в человеческих клетках.

• В фундаментальных исследованиях: Метод упростит изучение эффектов мутаций, например, тех, что отличают современного человека от неандертальца (Сванте Паабо).
• В медицине: Ученые скорректировали патогенные мутации в клетках, полученных от пациентов с тремя генетическими заболеваниями: анемией, серповидноклеточной болезнью и тромбофилией.

Перспективы и ограничения

Метод открывает огромные перспективы для будущей терапии заболеваний: потенциально можно отбирать клетки пациента, редактировать их и возвращать обратно (Штефан Ризенберг). Однако путь от лабораторной демонстрации до применения у пациентов еще очень долог.